有限元數(shù)值分析方面，Hurley 等分別基于解析模型和有限元模型兩種數(shù)據(jù)分析方法測量了鈮薄膜的壓入模量，并進(jìn)行了對比。Espinoza-Beltran 等考慮探針微懸臂的傾角、針尖高度、梯形橫截面、材料各向異性等的影響，給出了一種將實(shí)驗(yàn)測試和有限元優(yōu)化分析相結(jié)合，確定針尖樣品面外和面內(nèi)接觸剛度的方法。有限元分析方法綜合考慮了實(shí)際情況中的多種影響因素，精度相對較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測試過程中針尖樣品微納米尺度下的接觸力學(xué)行為。Killgore 等提出了一種通過檢測探針接觸共振頻率變化對針尖磨損進(jìn)行連續(xù)測量的方法。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)。福建原位納米力學(xué)測試服務(wù)
摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，材料的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)入了微納米尺度，微納米材料憑借其出色的性能被人們普遍應(yīng)用于科研和生產(chǎn)生活的各方各面。與此同時(shí)，人們正深入研究探索微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量技術(shù)方法，以滿足微納米材料的飛速發(fā)展和應(yīng)用需求。微納米力學(xué)測量技術(shù)的應(yīng)用背景，隨著材料的研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)入微納米尺度,以往的通過宏觀的力學(xué)測量手段已不適用于測量微納米薄膜和器件的力學(xué)性能參數(shù)的測量。近年來，微納米壓入和劃痕等力學(xué)測量手段隨著微納米材料的發(fā)展和應(yīng)用，在半導(dǎo)體薄膜和器件、功能薄膜、新能源材料、生物材料等領(lǐng)域應(yīng)用愈發(fā)普遍，因此亟待建立基于微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量的技術(shù)體系。廣州金屬納米力學(xué)測試供應(yīng)商納米力學(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。
原子力顯微鏡(AFM)，原子力顯微鏡(AtomicForce Microscopy，簡稱AFM)是一種常用的納米級力學(xué)性質(zhì)測試方法。它通過在納米尺度下測量材料表面的力與距離之間的關(guān)系，來獲得材料的力學(xué)性質(zhì)信息。AFM的基本工作原理是利用一個(gè)具有納米的探針對樣品表面進(jìn)行掃描，并測量在探針與樣品之間的力的變化。使用AFM可以獲得材料的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，如納米硬度、彈性模量和塑性變形等信息。此外，AFM還可以進(jìn)行納米級別的形貌表征，使得研究人員可以直觀地觀察到材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)。
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。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)性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，為納米材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)。
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(jìn)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(dá)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(jì)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(qiáng)差法的納米測量原理。發(fā)展高精度、高穩(wěn)定性納米力學(xué)測試設(shè)備，是當(dāng)前科研工作的重要任務(wù)。四川材料科學(xué)納米力學(xué)測試廠家
納米力學(xué)測試技術(shù)為納米材料在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。福建原位納米力學(xué)測試服務(wù)
納米科學(xué)與技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來的一門前沿和交叉學(xué)科，納米力學(xué)作為其中的一個(gè)分支，對其他分支學(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。下面簡要介紹一下目前應(yīng)用較普遍的兩類微納米力學(xué)測試方法：納米壓痕方法和基于原子力顯微鏡的納米力學(xué)測試方法。納米壓痕是20 世紀(jì)90 年代初期快速發(fā)展起來的一種微納米力學(xué)測試方法，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，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)壓痕的微米或毫米量級。限于光學(xué)顯微鏡的分辨率，無法直接對納米壓痕的尺寸進(jìn)行精確測量。福建原位納米力學(xué)測試服務(wù)
