高校納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)

用透射電鏡可評(píng)估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測(cè)定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫(xiě)為AFM。AFM具有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。AFM對(duì)于樣品的要求較低，AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進(jìn)行納米材料研究中，AFM能夠分析納米材料的表面形貌，AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進(jìn)行微納米粒子的研究。實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行觀察、測(cè)量、記錄、分析等多項(xiàng)步驟，電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。納米力學(xué)測(cè)試可應(yīng)用于納米材料、生物材料、涂層等領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)。高校納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)

光催化納米材料在水處理中的應(yīng)用，光催化微納米材料以將廢水中的有機(jī)污染物迅速轉(zhuǎn)化、分解為水和二氧化碳等無(wú)害物質(zhì)，有效地提高了處理效率與處理質(zhì)量。人們常用的處理廢水中有機(jī)物的光催化微納米材料是N型半導(dǎo)體材料，較具表示性的是納米Ti02，Ti02的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用為污水中有害物質(zhì)與水的完全催化分解開(kāi)辟了新的道路,且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性與較廣的作用范圍。此外,在無(wú)機(jī)廢水的處理中，由于納米顆粒表面的無(wú)機(jī)物具有光化學(xué)活性，可以通過(guò)高氧化態(tài)吸附汞、銀等貴微納米材料在水處理中的應(yīng)用研究，不只消除了工業(yè)廢水的毒性，還可以從污水廢水中回收貴金屬。海南新能源納米力學(xué)測(cè)試儀納米力學(xué)測(cè)試可以應(yīng)用于納米材料的研究和開(kāi)發(fā)，以及納米器件的設(shè)計(jì)和制造。

電子/離子束云紋法和電鏡掃描云紋法，利用電子/離子?xùn)|抗蝕劑制作出10000線/mm的電子/離子?xùn)|云紋光柵,這種光柵的應(yīng)用頻率范圍為40~20000線/mm,柵線的較小寬度可達(dá)到幾十納米。電鏡掃描條紋的倍增技術(shù)用于單晶材料納米級(jí)變形測(cè)量。其原理是:在測(cè)量中,單晶材料的晶格結(jié)構(gòu)由透射電鏡(TEM)采集并記錄在感光膠片上作為試件柵,以幾何光柵為參考柵,較終通過(guò)透射電鏡放大倍數(shù)與試件柵的頻率關(guān)系對(duì)上述兩柵的干涉云紋進(jìn)行分析,即可獲得單晶材料表面微小的應(yīng)變場(chǎng)。STM/晶格光柵云紋法，隧道顯微鏡(STM)納米云紋法是測(cè)量表面位移的新技術(shù)。測(cè)量中,把掃描隧道顯微鏡的探針掃描線作為參考柵,把物質(zhì)原子晶格柵結(jié)構(gòu)作為試件柵,然后對(duì)這兩組柵線干涉形成的云紋進(jìn)行納米級(jí)變形測(cè)量。運(yùn)用該方法對(duì)高定向裂解石墨的納米級(jí)變形應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試,得到隨掃描范圍變化的應(yīng)變場(chǎng)。

常把納米力學(xué)當(dāng)納米技術(shù)的一個(gè)分支，即集中在工程納米結(jié)構(gòu)和納米系統(tǒng)力學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用面。納米系統(tǒng)的例子，包括納米顆粒，納米粉，納米線，納米棍，納米帶，納米管，包括碳納米管和硼氮納米管，單殼，納米膜，納米包附，納米復(fù)合物/納米結(jié)構(gòu)材料（有納米顆粒分散在內(nèi)的液體），納米摩托等。納米力學(xué)一些已確立的領(lǐng)域是：納米材料，納米摩檫學(xué)（納米范疇的摩檫，摩損和接觸力學(xué)），納米機(jī)電系統(tǒng)，和納米應(yīng)用流體學(xué)（Nanofluidics）。作為基礎(chǔ)科學(xué)，納米力學(xué)是以經(jīng)驗(yàn)原理（基本觀察）為基礎(chǔ)。包括：1.一般力學(xué)原理；2.由于研究或探索的物體變小而出現(xiàn)的一些特別原理。通過(guò)納米力學(xué)測(cè)試，可評(píng)估納米材料在極端環(huán)境下的可靠性。

納米科學(xué)與技術(shù)是近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)前沿和交叉學(xué)科，納米力學(xué)作為其中的一個(gè)分支，對(duì)其他分支學(xué)科如納米材料學(xué)、物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等都有著重要的支撐作用。下面簡(jiǎn)要介紹一下目前應(yīng)用較普遍的兩類微納米力學(xué)測(cè)試方法：納米壓痕方法和基于原子力顯微鏡的納米力學(xué)測(cè)試方法。納米壓痕是20 世紀(jì)90 年代初期快速發(fā)展起來(lái)的一種微納米力學(xué)測(cè)試方法，是研究微納米尺度材料力學(xué)性能的重要方法之一，在科研和工業(yè)領(lǐng)域都有著普遍的應(yīng)用。納米壓痕的壓入深度在一般在納米量級(jí)，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)壓痕的微米或毫米量級(jí)。限于光學(xué)顯微鏡的分辨率，無(wú)法直接對(duì)納米壓痕的尺寸進(jìn)行精確測(cè)量。在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試時(shí)，需要注意避免外界干擾和噪聲對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。江西工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試設(shè)備

納米力學(xué)測(cè)試的結(jié)果對(duì)于預(yù)測(cè)納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)具有重要參考價(jià)值。高校納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)

與傳統(tǒng)硬度計(jì)算不同的是，A 值不是由壓痕照片得到，而是根據(jù) “接觸深度” hc(nm) 計(jì)算得到的。具體關(guān)系式需通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，根據(jù)壓頭形狀的不同，一般采用多項(xiàng)式擬合的方法，比如針對(duì)三角錐形壓頭，其擬合結(jié)果為：A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接觸深度”hc由下式計(jì)算得出：hc = h - ε P max/S，式中，ε是與壓頭形狀有關(guān)的常數(shù)，對(duì)于球形或三角錐形壓頭可以取ε = 0.75。而S的值可以通過(guò)對(duì)載荷-位移曲線的卸載部分進(jìn)行擬合，再對(duì)擬合函數(shù)求導(dǎo)得出，即，式中Q 為擬合函數(shù)。這樣通過(guò)試驗(yàn)得到載荷-位移曲線，測(cè)量和計(jì)算試驗(yàn)過(guò)程中的載荷 P、壓痕深度h和卸載曲線初期的斜率S，就可以得到樣品的硬度值。該技術(shù)通過(guò)記錄連續(xù)的載荷-位移、加卸載曲線，可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服應(yīng)力等指標(biāo)，它克服了傳統(tǒng)壓痕測(cè)量只適用于較大尺寸試樣以及只能獲得材料的塑性性質(zhì)等缺陷，同時(shí)也提高了硬度的檢測(cè)精度，使得邊加載邊測(cè)量成為可能，為檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化和數(shù)字化創(chuàng)造了條件。高校納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)