微納米力學(xué)測試系統(tǒng)

應(yīng)用舉例：納米纖維拉伸測試，納米力學(xué)測試單軸拉伸測試是納米纖維定量力學(xué)分析較常見的方法。用Pt-EBID將納米纖維兩端分別固定在FT-S微力傳感探針和樣品架上，拉伸直至斷裂。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線計算得到混合納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為375MPa/706Mpa，金納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為451MPa/741Mpa。對單根納米纖維進行各種機械性能的定量測試需要通用性極高的儀器。這類設(shè)備必須能進行納米機器人制樣和力學(xué)測試。并且由于納米纖維軸向形變（延長）小，高位移分辨率和優(yōu)異的位置穩(wěn)定性（位置漂移?。τ诰_一定測量是至關(guān)重要的。納米力學(xué)測試可用于研究納米顆粒在膠體、液態(tài)等介質(zhì)中的相互作用行為。微納米力學(xué)測試系統(tǒng)

用透射電鏡可評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為AFM。AFM具有著自己獨特的優(yōu)勢。AFM對于樣品的要求較低，AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進行納米材料研究中，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)合進行微納米粒子的研究。實驗需要進行觀察、測量、記錄、分析等多項步驟，電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個實驗過程，所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。微納米力學(xué)測試系統(tǒng)納米力學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展推動了納米材料和納米器件的性能優(yōu)化。

掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)一般適用于模量范圍在1~300 GPa 的材料。對于更軟的材料，在測試過程中接觸力有可能會對樣品造成損害?；谳p敲模式的原子力顯微鏡多頻成像技術(shù)是近年來發(fā)展的一項納米力學(xué)測試方法。通過同時激勵和檢測探針多個頻率的響應(yīng)或探針振動的兩階(或多階) 模態(tài)或探針振動的基頻和高次諧波成分等，可以實現(xiàn)對被測樣品形貌、彈性等性質(zhì)的快速測量。只要是涉及探針兩個及兩個以上頻率成分的激勵和檢測，均可以歸為多頻成像技術(shù)。由于輕敲模式下針尖施加的作用力遠小于接觸狀態(tài)下的作用力，因此基于輕敲模式的多頻成像技術(shù)適合于軟物質(zhì)力學(xué)性能的測量。

納米壓痕技術(shù)也稱深度敏感壓痕技術(shù)（Depth-Sensing Indentation， DSI)，是較簡單的測試材料力學(xué)性質(zhì)的方法之一，可以在納米尺度上測量材料的各種力學(xué)性質(zhì)，如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應(yīng)變硬化效應(yīng)、粘彈性或蠕變行為等。納米壓痕理論，納米壓痕試驗中典型的載荷-位移曲線。在加載過程中試樣表面首先發(fā)生的是彈性變形，隨著載荷進一步提高，塑性變形開始出現(xiàn)并逐步增大；卸載過程主要是彈性變形恢復(fù)的過程，而塑性變形較終使得樣品表面形成了壓痕。圖中Pmax 為較大載荷，hmax 為較大位移，hf為卸載后的位移，S為卸載曲線初期的斜率。納米硬度的計算仍采用傳統(tǒng)的硬度公式H =P/A。式中，H 為硬度 (GPa)；P 為較大載荷 ( μ N)，即上文中的 P max ；A 為壓痕面積的投影(nm2 )。 在納米尺度上，材料的力學(xué)性質(zhì)往往與其宏觀尺度下的性質(zhì)有明顯不同，因此納米力學(xué)測試具有重要意義。

納米壓痕技術(shù)通過測量壓針的壓入深度，根據(jù)特定形狀壓針壓入深度與接觸面積的關(guān)系推算出壓針與被測樣品之間的接觸面積。因此，納米壓痕也被稱為深度識別壓痕(depth-sensing indentation，DSI) 技術(shù)。納米壓痕技術(shù)的應(yīng)用范圍非常普遍，可以用于金屬、陶瓷、聚合物、生物材料、薄膜等絕大多數(shù)樣品的測試。納米壓痕相關(guān)儀器的操作和使用也非常方便，加載過程既可以通過載荷控制，也可以通過位移控制，并且只需測量壓針壓入樣品過程中的載荷位移曲線，結(jié)合恰當(dāng)?shù)牧W(xué)模型就可以獲得樣品的力學(xué)信息。納米力學(xué)測試可以應(yīng)用于納米材料的質(zhì)量控制和品質(zhì)檢測，確保產(chǎn)品符合規(guī)定的力學(xué)性能要求。天津材料科學(xué)納米力學(xué)測試

碳納米管、石墨烯等納米材料，因獨特力學(xué)性能，備受關(guān)注。微納米力學(xué)測試系統(tǒng)

納米力學(xué)性能測試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對微納米材料和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進行原位、直接而準確測量的納米機器人系統(tǒng)。測試原理是通過微力傳感探針對微納結(jié)構(gòu)施加可控的力,同時采用位移記錄器來測量該結(jié)構(gòu)的形變。從測得的力和形變(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線可以定量地分析微納米結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。通過控制加載力的大小和方向,可實現(xiàn)拉伸、壓縮、斷裂、疲勞和蠕變等各種力學(xué)測試。同時,其配備的導(dǎo)電樣品測試平臺可以對微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進行同步測試。微納米力學(xué)測試系統(tǒng)