隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，對薄膜、納米材料的力學(xué)性質(zhì)的測量成為了一個重要的課題，然而由于尺寸的限制，傳統(tǒng)的拉伸試驗等力學(xué)測試方法很難在納米尺度下得到準確的結(jié)果。而原位納米力學(xué)測量技術(shù)的出現(xiàn)，為解決納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的測試問題提供了新的思路和手段。原位納米壓痕技術(shù)，原位納米壓痕技術(shù)是一種應(yīng)用比較普遍的力學(xué)測試方法，其基本原理是用尖頭壓在待測材料表面，通過測量壓頭的形變等參數(shù)來推算出待測材料的力學(xué)性質(zhì)。由于其具有樣品尺寸、壓頭設(shè)計等方面的優(yōu)點，原位納米壓痕技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用于納米材料力學(xué)測試領(lǐng)域。納米力學(xué)測試是一種通過納米尺度下的力學(xué)性質(zhì)來研究材料特性的方法。江西科研院納米力學(xué)測試供應(yīng)商
納米硬度計主要由移動線圈、加載單元、金剛石壓頭和控制單元4部分組成。壓頭及其所在軸的運動由移動線圈控制，改變線圈電流的大小即可實現(xiàn)壓頭的軸向位移，帶動壓頭垂直壓向試件表面，在試件表面產(chǎn)生壓力。移動線圈設(shè)計的關(guān)鍵在于既要滿足較大量程的需要，還必須有很高的分辨率，以實現(xiàn)納米級的位移和精確測量。壓頭載荷的測量和控制是通過應(yīng)變儀來實現(xiàn)的。應(yīng)變儀發(fā)出的信號再反饋到移動線圈上．如此可進行閉環(huán)控制，以實現(xiàn)限定載荷和壓深痕實驗。整個壓入過程完全由微機自動控制進行。可在線測量位移與相應(yīng)的載荷，并建立兩者之間的關(guān)系壓頭大多為金剛石壓頭，常用的壓頭有Berkovich壓頭、Cube Corner壓頭和Conical壓頭。重慶微納米力學(xué)測試技術(shù)利用納米力學(xué)測試，研究人員可揭示材料內(nèi)部缺陷、應(yīng)力分布等關(guān)鍵信息。
國內(nèi)的江西省科學(xué)院、清華大學(xué)、南昌大學(xué)等采用掃描探針顯微鏡系列，如掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等，對高精度納米和亞納米量級的光學(xué)超光滑表面的粗糙度和微輪廓進行測量研究。天津大學(xué)劉安偉等在量子隧道效應(yīng)的基礎(chǔ)上，建立了適用于平坦表面的掃描隧道顯微鏡微輪廓測量的數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果較好地反映了掃描隧道顯微鏡對樣品表面輪廓的測量過程。清華大學(xué)李達成等研制成功在線測量超光滑表面粗糙度的激光外差干涉儀，該儀器以穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器作為光源，共光路設(shè)計提高了抗外界環(huán)境干擾的能力，其縱向和橫向分辨率分別為0．39nm和0．73μm。李巖等提出了一種基于頻率分裂激光器光強差法的納米測量原理。
德國：T．Gddenhenrich等研制了電容式位移控制微懸臂原子力顯微鏡。在PTB進行了一系列稱為1nm級尺寸精度的計劃項目，這些研究包括：①．提高直線和角度位移的計量；②．研究高分辨率檢測與表面和微結(jié)構(gòu)之間的物理相互作用，從而給出微形貌、形狀和尺寸的測量。已完成亞納米級的一維位移和微形貌的測量。中國計量科學(xué)研究院研制了用于研究多種微位移測量方法標準的高精度微位移差拍激光干涉儀。中國計量科學(xué)研究院、清華大學(xué)等研制了用于大范圍納米測量的差拍法―珀干涉儀，其分辨率為0．3nm，測量范圍±1．1μm，總不確定度優(yōu)于3．5nm。中國計量學(xué)院朱若谷提出了一種能補償環(huán)境影響、插入光纖傳光介質(zhì)的補償式光纖雙法布里―珀羅微位移測量系統(tǒng)，適合于納米級微位移測量，可用于檢定其它高精度位移傳感器、幾何量計量等。納米力學(xué)測試在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，助力研究細胞力學(xué)行為，揭示疾病發(fā)生機制。
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,在無機廢水的處理中，由于納米顆粒表面的無機物具有光化學(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)測試需要使用專屬的納米力學(xué)測試儀器，如納米壓痕儀和納米拉伸儀等。廣州表面微納米力學(xué)測試技術(shù)
解決方案之一：采用新型納米材料，提高力學(xué)性能，拓寬應(yīng)用范圍。江西科研院納米力學(xué)測試供應(yīng)商
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變形測量。其原理是:在測量中,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,較終通過透射電鏡放大倍數(shù)與試件柵的頻率關(guān)系對上述兩柵的干涉云紋進行分析,即可獲得單晶材料表面微小的應(yīng)變場。STM/晶格光柵云紋法，隧道顯微鏡(STM)納米云紋法是測量表面位移的新技術(shù)。測量中,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,然后對這兩組柵線干涉形成的云紋進行納米級變形測量。運用該方法對高定向裂解石墨的納米級變形應(yīng)變進行測試,得到隨掃描范圍變化的應(yīng)變場。江西科研院納米力學(xué)測試供應(yīng)商
