Berkovich壓頭是納米壓痕硬度計(jì)中較常用的。它可以加工得很尖,而且?guī)缀涡螤钤诤苄〕叨葍?nèi)保持自相似,適合于小尺度的壓痕實(shí)驗(yàn)。目前,該類壓頭的加工水平:端部半徑50nm,典型值約40nm,中心線和面的夾角精度為J=0.025°。在納米壓痕硬度測量中,Berkovich壓頭是一種理想的壓頭。優(yōu)點(diǎn)包括:易獲得好的加工質(zhì)量,很小載荷就能產(chǎn)生塑性,能減小摩擦的影響。Cube-corner壓頭因其三個(gè)面相互垂直,像立方體的一個(gè)角,故取此名稱。壓頭越尖,就會(huì)在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生理想的應(yīng)力和應(yīng)變。目前,該種壓頭主要用于斷裂韌性(fracture toughness)的研究。它能在脆性材料的壓痕周圍產(chǎn)生很小的規(guī)則裂紋,這樣的裂紋能在相當(dāng)小的范圍內(nèi)用來估計(jì)斷裂韌性。錐形壓頭圓錐具有尖的自相似幾何形狀,從模型角度常利用它的軸對(duì)稱特性,納米壓痕硬度的許多模型均基于圓錐壓痕。由于難以加工出尖的圓錐金剛石壓頭,它在小尺度實(shí)驗(yàn)中很少使用。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)。廣東半導(dǎo)體納米力學(xué)測試儀
樣品制備,納米力學(xué)測試納米纖維的拉伸測試前需要復(fù)雜的樣品制備過程,因此FT-NMT03納米力學(xué)測試具備微納操作的功能,納米力學(xué)測試?yán)昧鞲形㈣嚮蛘呶⒘鞲衅骺梢詫?duì)單根納米纖維進(jìn)行五個(gè)自由度的拾取-放置操作(閉環(huán))??梢允褂镁劢闺x子束(FIB)沉積或電子束誘導(dǎo)沉積(EBID)對(duì)樣品進(jìn)行固定。納米力學(xué)測試這種結(jié)合了電-機(jī)械測量和納米加工的技術(shù)為大多數(shù)納米力學(xué)測試應(yīng)用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成,得益于FT-NMT03納米力學(xué)測試系統(tǒng)的緊湊尺寸(71×100×35mm),該系統(tǒng)可以與市面上絕大多數(shù)的全尺寸SEM/FIB結(jié)合使用,在樣品臺(tái)上安裝和拆卸該系統(tǒng)十分簡便,只需幾分鐘。此外,由于FT-NMT03納米力學(xué)測試的獨(dú)特設(shè)計(jì)(無基座、開放式),納米力學(xué)測試體系統(tǒng)可以和電子背向散射衍射儀(EBSD)和掃描透射電子顯微鏡(STEM)技術(shù)兼容。納米力學(xué)性能測試廠商納米力學(xué)測試可以解決納米材料在制備和應(yīng)用過程中的力學(xué)問題,提高納米材料的性能和穩(wěn)定性。
納米壓痕試驗(yàn)舉例,試驗(yàn)材料取單晶鋁,試驗(yàn)在美國 MTS 公司生產(chǎn)的 Nano Indenter XP 型納米硬度儀以及美國 Digital Instruments 公司生產(chǎn)的原子力顯微鏡 (AFM) 上進(jìn)行。首先將試樣放到納米硬度儀上進(jìn)行壓痕試驗(yàn),根據(jù)設(shè)置的較大載荷或者壓痕深度的不同,試驗(yàn)時(shí)間從數(shù)十分鐘到若干小時(shí)不等,中間過程不需人工干預(yù)。試驗(yàn)結(jié)束后,納米壓痕儀自動(dòng)計(jì)算出試樣的納米硬度值和相關(guān)重要性能指標(biāo)。本試驗(yàn)中對(duì)單晶鋁(110) 面進(jìn)行檢測,設(shè)置壓痕深度為1.5 μ m,共測量三點(diǎn),較終結(jié)果取三點(diǎn)的平均值。
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,在無機(jī)廢水的處理中,由于納米顆粒表面的無機(jī)物具有光化學(xué)活性,可以通過高氧化態(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。納米力學(xué)測試是一種用于研究納米尺度材料力學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法。
納米壓痕儀簡介,近年來,國內(nèi)外研究人員以納米壓痕技術(shù)為基礎(chǔ),開發(fā)出多種納米壓痕儀,并實(shí)現(xiàn)了商品化,為材料的納米力學(xué)性能檢測提供了高效、便捷的手段。圖片納米壓痕儀主要用于微納米尺度薄膜材料的硬度與楊氏模量測試,測試結(jié)果通過力與壓入深度的曲線計(jì)算得出,無需通過顯微鏡觀察壓痕面積。納米壓痕儀的基本組成可以分為控制系統(tǒng)、 移動(dòng)線圈系統(tǒng)、加載系統(tǒng)及壓頭等幾個(gè)部分。壓頭一般使用金剛石壓頭,分為三角錐或四棱錐等類型。試驗(yàn)時(shí),首先輸入初始參數(shù),之后的檢測過程則完全由微機(jī)自動(dòng)控制,通過改變移動(dòng)線圈系統(tǒng)中的電流,可以操縱加載系統(tǒng)和壓頭的動(dòng)作,壓頭壓入載荷的測量和控制通過應(yīng)變儀來完成,同時(shí)應(yīng)變儀還將信號(hào)反饋到移動(dòng)線圈系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,從而按照輸入?yún)?shù)的設(shè)置完成試驗(yàn)。納米力學(xué)測試可應(yīng)用于納米材料、生物材料、涂層等領(lǐng)域的研究和開發(fā)。山西新能源納米力學(xué)測試
納米力學(xué)測試通常在真空或者液體環(huán)境下進(jìn)行,以保證測試的準(zhǔn)確性。廣東半導(dǎo)體納米力學(xué)測試儀
特點(diǎn):能同時(shí)實(shí)現(xiàn)SEM/FIB高分辨成像和納米力學(xué)性能測試,力學(xué)測量范圍0.5nN-200mN(9個(gè)數(shù)量級(jí)),位移測量范圍0.05nm-21mm(9個(gè)數(shù)量級(jí)),五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)閉環(huán)控制保證樣品和微力傳感探針的精確對(duì)準(zhǔn),能在SEM/FIB較佳工作距離下實(shí)現(xiàn)高分辨成像(可達(dá)4mm)以及FIB切割和沉積,五軸(X,Y,Z,旋轉(zhuǎn),傾斜)位移記錄器實(shí)現(xiàn)樣品臺(tái)上多樣品的自動(dòng)測試和掃描,導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng),能夠通過力和位移兩種控制模式實(shí)現(xiàn)各種力學(xué)測試,例如拉伸、壓縮、彎曲、剪切、循環(huán)和斷裂測試等,電性能測試模塊能夠?qū)崿F(xiàn)力學(xué)和電學(xué)性能同步測試(樣品座配備6個(gè)電極)導(dǎo)電的微力傳感探針可有效減少荷電效應(yīng),實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能測試與其他SEM/FIB原位分析手段聯(lián)用,如EDX、EBSD、離子束沉積和切割,兼容于SEM本身的樣品臺(tái),安裝和卸載快捷方便。廣東半導(dǎo)體納米力學(xué)測試儀