納米測(cè)量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測(cè)量，這個(gè)技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級(jí)測(cè)量。國(guó)外于1982年發(fā)明并使其發(fā)明者Binnig和Rohrer（美國(guó)）榮獲1986年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)的掃描隧道顯微鏡（STM）。1986年，Binnig等人利用掃描隧道顯微鏡測(cè)量近10－18N的表面力，將掃描隧道顯微鏡與探針式輪廓儀相結(jié)合，發(fā)明了原子力顯微鏡，在空氣中測(cè)量，達(dá)到橫向精度3n m和垂直方向0．1n m的分辨率。California大學(xué)S．Alexander等人利用光杠桿實(shí)現(xiàn)的原子力顯微鏡初次獲得了原子級(jí)分辨率的表面圖像。納米力學(xué)測(cè)試在材料設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，能夠提供關(guān)鍵的力學(xué)性能參數(shù)。福建工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試
主要的微納米力學(xué)測(cè)量技術(shù)：1、微納米壓痕測(cè)試技術(shù)，1.1壓入測(cè)試技術(shù)，壓人測(cè)試技術(shù)是較初的是表征各種材料力學(xué)性能較常用的方法之一,可以追溯到 20 世紀(jì)初的定量硬度測(cè)試方法。傳統(tǒng)的壓人測(cè)試技術(shù)是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預(yù)設(shè)的壓人深度或者載荷作用到較軟的樣品表面,通過測(cè)量殘余壓痕的尺寸計(jì)算相關(guān)的硬度指數(shù)。但壓入測(cè)試技術(shù)的缺陷在所能夠表征的材料力學(xué)參量局限于硬度和彈性模量這2個(gè)基本的參量。1.2 微納米壓痕測(cè)試，近年來新型材料正在向低維化、功能化與復(fù)合化方向飛速發(fā)展，在微納米尺度作用區(qū)域上開展微納米壓痕測(cè)試已被普遍用作評(píng)價(jià)材料因微觀結(jié)構(gòu)變化面誘發(fā)力學(xué)性能變化以及獲得材料物性轉(zhuǎn)變等新現(xiàn)象、新規(guī)律的重要工具。所能夠表征的材料力學(xué)參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個(gè)基本的參量。四川空心納米力學(xué)測(cè)試模塊在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試前，需要對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行表面處理和尺寸測(cè)量，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
納米硬度計(jì)主要由移動(dòng)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(yùn)動(dòng)由移動(dòng)線圈控制，改變線圈電流的大小即可實(shí)現(xiàn)壓頭的軸向位移，帶動(dòng)壓頭垂直壓向試件表面，在試件表面產(chǎn)生壓力。移動(dòng)線圈設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)納米級(jí)的位移和精確測(cè)量。壓頭載荷的測(cè)量和控制是通過應(yīng)變儀來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)變儀發(fā)出的信號(hào)再反饋到移動(dòng)線圈上．如此可進(jìn)行閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)限定載荷和壓深痕實(shí)驗(yàn)。整個(gè)壓入過程完全由微機(jī)自動(dòng)控制進(jìn)行。可在線測(cè)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。
將近場(chǎng)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(cè)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(cè)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)。利用納米力學(xué)測(cè)試，可以對(duì)納米材料的彈性形變和塑性形變進(jìn)行精細(xì)分析。
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(duì)于更軟的材料，在測(cè)試過程中接觸力有可能會(huì)對(duì)樣品造成損害。基于輕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(xiàng)納米力學(xué)測(cè)試方法。通過同時(shí)激勵(lì)和檢測(cè)探針多個(gè)頻率的響應(yīng)或探針振動(dòng)的兩階(或多階) 模態(tài)或探針振動(dòng)的基頻和高次諧波成分等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)樣品形貌、彈性等性質(zhì)的快速測(cè)量。只要是涉及探針兩個(gè)及兩個(gè)以上頻率成分的激勵(lì)和檢測(cè)，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(yuǎn)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(cè)量。碳納米管、石墨烯等納米材料，因獨(dú)特力學(xué)性能，備受關(guān)注。深圳空心納米力學(xué)測(cè)試儀
納米力學(xué)測(cè)試能夠揭示材料表面的微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。福建工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試
采用磁力顯微鏡觀察Sm2Co17基永磁材料表面的波紋磁疇和條狀磁疇結(jié)構(gòu);使用摩擦力顯微鏡對(duì)計(jì)算機(jī)磁盤表面的摩擦特性進(jìn)行試:利用靜電力顯微鏡測(cè)量技術(shù),依靠輕敲模式(Tapping mode)和抬舉模式(Lift mode),用相位成像測(cè)量有機(jī)高分子膜-殼聚糖膜(CHI)的表面電荷密度空間分布等等除此之外,近年來,SPM還用于測(cè)量化學(xué)鍵、納米碳管的強(qiáng)度,以及納米碳管操縱力方面的測(cè)量。利用透射電子顯微鏡和原子力顯微鏡原位加載,觀測(cè)單一納米粒子鏈的力學(xué)屬性和納觀斷裂,采用掃描電鏡、原子力顯微鏡對(duì)納米碳管的拉伸過程及拉伸強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)等:基于原子力顯微鏡提出一種納米級(jí)操縱力的同步測(cè)量方法,進(jìn)而應(yīng)用該方法,成功測(cè)量出操縱、切割碳納米管的側(cè)向力信息等。這些SFM技術(shù)為研究納米粒子/分子、基體與操縱工具之間的相互作用提供較直接的原始力學(xué)信息和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。福建工業(yè)納米力學(xué)測(cè)試
