廣西金屬納米力學(xué)測試設(shè)備

將近場聲學(xué)和掃描探針顯微術(shù)相結(jié)合的掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)是近些年來發(fā)展的納米力學(xué)測試方法。掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)有多種應(yīng)用模式，如超聲力顯微術(shù)(ultrasonic force microscopy，UFM)、原子力聲學(xué)顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy，AFAM)、超聲原子力顯微術(shù)(ultrasonic atomic force microscopy，UAFM)，掃描聲學(xué)力顯微術(shù)(scanning acoustic force microscopy，SAFM)等。在以上幾種應(yīng)用模式中，以基于接觸共振檢測的AFAM 和UAFM 這兩種方法應(yīng)用較為普遍，有時(shí)也將它們統(tǒng)稱為接觸共振力顯微術(shù)(contact resonance force microscopy，CRFM)。納米力學(xué)測試可以用于研究納米材料的界面行為和相互作用，為納米材料的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。廣西金屬納米力學(xué)測試設(shè)備

經(jīng)過三十年的發(fā)展，目前科學(xué)家在AFM 基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多種測量和表征材料不同性能的應(yīng)用模式。利用原子力顯微鏡，人們實(shí)現(xiàn)了對化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)鍵變化的成像，研究了化學(xué)鍵的角對稱性質(zhì)以及分子的側(cè)向剛度。Ternes 等測量了在材料表面移動(dòng)單個(gè)原子所需要施加的作用力。各種不同的應(yīng)用模式可以獲得被測樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個(gè)方面的性能。基于AFM 的定量化納米力學(xué)測試方法主要有力—距離曲線測試、掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)和基于輕敲模式的動(dòng)態(tài)多頻技術(shù)。高精度納米力學(xué)測試收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米力學(xué)測試可用于研究細(xì)胞和組織的力學(xué)性質(zhì)。

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(yàn)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(jìn)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(jì)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 )。

中國計(jì)量學(xué)院朱若谷、浙江大學(xué)陳本永等提出了一種通過測量雙法布里一boluo干涉儀透射光強(qiáng)基波幅值差或基波等幅值過零時(shí)間間隔的方法進(jìn)行納米測量的理論基礎(chǔ)，給出了檢測掃描探針振幅變化的新方法。中國科學(xué)院北京電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室成功研制了一臺使用光學(xué)偏轉(zhuǎn)法檢測的原子力顯微鏡，通過對云母、光柵、光盤等樣品的觀測證明該儀器達(dá)到原子分辨率，較大掃描范圍可達(dá)7μm×7μm。浙江大學(xué)卓永模等研制成功雙焦干涉球面微觀輪廓儀，解決了對球形表面微觀輪廓進(jìn)行亞納米級的非接觸精密測量問題，該系統(tǒng)具有0．1nm的縱向分辨率及小于2μm的橫向分辨率。納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)行為，從而指導(dǎo)納米材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

納米劃痕法，納米劃痕硬度計(jì)主要是通過測量壓頭在法向和切向上的載荷和位移的連續(xù)變化過程，進(jìn)而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設(shè)計(jì)主要有兩種方案 納米劃痕計(jì)和壓痕計(jì)，合二為一即劃痕計(jì)的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計(jì)提供，同時(shí)記錄勻速移動(dòng)的試樣臺的位移，使壓頭沿試樣表面進(jìn)行刻劃，切向力由壓桿上的兩個(gè)相互垂直的力傳感器測量納米劃痕硬度計(jì)和壓痕計(jì)相互單獨(dú)。納米劃痕硬度計(jì)，不只可以研究材料的摩擦磨損行為，還普遍應(yīng)用于薄膜的粘著失效和黏彈行為。對刻劃材料來說，不只載荷和壓入深度是重要的參數(shù)，而且殘余劃痕的深度、寬度、凸起的高度在研究接觸壓力和實(shí)際摩擦也是十分重要的。目前，該類儀器已普遍應(yīng)用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學(xué)鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質(zhì)量檢測。借助納米力學(xué)測試，可以評估材料在微觀尺度下的耐磨性和耐蝕性。廣西金屬納米力學(xué)測試設(shè)備

納米力學(xué)測試可以解決納米材料在高溫、低溫和高壓等極端環(huán)境下的力學(xué)問題，提高納米材料的穩(wěn)定性和可靠性。廣西金屬納米力學(xué)測試設(shè)備

微納米材料力學(xué)性能測試系統(tǒng)可移動(dòng)范圍：250mm x 150mm；步長分辨率：50nm；Encoder 分辨率：500nm；較大移動(dòng)速率：30mm/S；Z stage?？梢苿?dòng)范圍：50mm；步長分辨率：3nm；較大移動(dòng)速率：1.9mm/S。原位成像掃描范圍。XY 方向：60μm x 60μm；Z 方向：4μm；成像分辨率：256 x 256 像素點(diǎn)；掃描速率：3Hz；壓頭原位的位置控制精度：＜+/-10nm；較大樣品尺寸：150mm- 200mm。納米壓痕試驗(yàn)：測試硬度及彈性模量（包括隨著連續(xù)壓入深度的變化獲得硬度和彈性模量的分布）以及斷裂韌性、蠕變、應(yīng)力釋放等。 納米劃痕試驗(yàn)：獲得摩擦系數(shù)、臨界載荷、膜基結(jié)合性質(zhì)。納米摩擦磨損試驗(yàn) ：評價(jià)抗磨損能力。在壓痕、劃痕、磨損前后的SPM原位掃描探針成像: 獲得微區(qū)的形貌組織結(jié)構(gòu)。廣西金屬納米力學(xué)測試設(shè)備