即使源電阻大幅降低至1MW，對一個1mV的信號的測量也接近了理論極限，因此要使用一個普通的數(shù)字多用表（DMM）進(jìn)行測量將變得十分困難。除了電壓或電流靈敏度不夠高之外，許多DMM在測量電壓時的輸入偏移電流很高，而相對于那些納米技術(shù)[3]常常需要的、靈敏度更高的低電平DC測量儀器而言，DMM的輸入電阻又過低。這些特點增加了測量的噪聲，給電路帶來不必要的干擾，從而造成測量的誤差。系統(tǒng)搭建完畢后，必須對其性能進(jìn)行校驗，而且消除潛在的誤差源。誤差的來源可以包括電纜、連接線、探針[5]、沾污和熱量。下面的章節(jié)中將對降低這些誤差的一些途徑進(jìn)行探討。納米力學(xué)測試可以用于評估納米材料的性能和質(zhì)量，以確保其在實際應(yīng)用中的可靠性。表面微納米力學(xué)測試模塊

目前微納米力學(xué)性能測試方法的發(fā)展趨勢主要向快速定量化以及動態(tài)模式發(fā)展，測試對象也越來越多地涉及軟物質(zhì)、生物材料等之前較難測試的樣品。另外，納米力學(xué)測試方法的標(biāo)準(zhǔn)化也在逐步推進(jìn)。建立標(biāo)準(zhǔn)化的納米力學(xué)測試方法標(biāo)志著相關(guān)測試方法的逐漸成熟，對納米科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展也具有重要的推動作用。絕大多數(shù)的納米力學(xué)測試都需要復(fù)雜的樣品制備過程。為了使樣品制備簡單化和人性化,FT-NMT03采用能夠感知力的微鑷子和不同形狀的微力傳感探針針尖來實現(xiàn)對微納結(jié)構(gòu)的精確提取、轉(zhuǎn)移直至將其固定在測試平臺上?？偠灾?集中納米操作以及力學(xué)-電學(xué)性能同步測試功能于一體的FT-NMT03能夠滿足幾乎所有的納米力學(xué)測試需求。海南汽車納米力學(xué)測試原理納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的疲勞行為，從而改進(jìn)納米材料的設(shè)計和制備工藝。

納米壓痕試驗舉例，試驗材料取單晶鋁，試驗在美國 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，根據(jù)設(shè)置的較大載荷或者壓痕深度的不同，試驗時間從數(shù)十分鐘到若干小時不等，中間過程不需人工干預(yù)。試驗結(jié)束后，納米壓痕儀自動計算出試樣的納米硬度值和相關(guān)重要性能指標(biāo)。本試驗中對單晶鋁(110) 面進(jìn)行檢測，設(shè)置壓痕深度為1.5 μ m，共測量三點，較終結(jié)果取三點的平均值。

與傳統(tǒng)硬度計算不同的是，A 值不是由壓痕照片得到，而是根據(jù) “接觸深度” hc(nm) 計算得到的。具體關(guān)系式需通過試驗來確定，根據(jù)壓頭形狀的不同，一般采用多項式擬合的方法，比如針對三角錐形壓頭，其擬合結(jié)果為：A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接觸深度”hc由下式計算得出：hc = h - ε P max/S，式中，ε是與壓頭形狀有關(guān)的常數(shù)，對于球形或三角錐形壓頭可以取ε = 0.75。而S的值可以通過對載荷-位移曲線的卸載部分進(jìn)行擬合，再對擬合函數(shù)求導(dǎo)得出，即，式中Q 為擬合函數(shù)。這樣通過試驗得到載荷-位移曲線，測量和計算試驗過程中的載荷 P、壓痕深度h和卸載曲線初期的斜率S，就可以得到樣品的硬度值。該技術(shù)通過記錄連續(xù)的載荷-位移、加卸載曲線，可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服應(yīng)力等指標(biāo)，它克服了傳統(tǒng)壓痕測量只適用于較大尺寸試樣以及只能獲得材料的塑性性質(zhì)等缺陷，同時也提高了硬度的檢測精度，使得邊加載邊測量成為可能，為檢測過程的自動化和數(shù)字化創(chuàng)造了條件。隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，納米力學(xué)測試技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代，以適應(yīng)更高精度的測試需求。

日本：S．Yoshida主持的Yoshida納米機械項目主要進(jìn)行以下二個方面的研究：⑴．利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測量，已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量；⑵．利用激光干涉儀測距，在激光干涉儀中其開發(fā)的雙波長法限制了空氣湍流造成的誤差影響；其實驗裝置具有1n m的測量控制精度。日本國家計量研究所（NRLM）研制了一套由穩(wěn)頻塞曼激光光源、四光束偏振邁克爾干涉儀和數(shù)據(jù)分析電子系統(tǒng)組成的新型干涉儀，該所精密測量已涉及一些基本常數(shù)的決定這一類的研究，如硅晶格間距、磁通量等，其掃描微動系統(tǒng)主要采用基于柔性鉸鏈機構(gòu)的微動工作臺。在納米力學(xué)測試中，常用的測試方法包括納米壓痕測試、納米拉伸測試和納米彎曲測試等。表面微納米力學(xué)測試模塊

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。表面微納米力學(xué)測試模塊

當(dāng)前納米力學(xué)主要應(yīng)用的測試手段是納米壓痕和基于原子力顯微鏡(AFM) 的力—距離曲線方法，實際上還有另外一種基于AFM 的納米力學(xué)測試方法——掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)(atomic force acoustic microscopy，AFAM)。AFAM具有分辨率高、成像速度快、相對誤差低、力學(xué)性能敏感度高等優(yōu)點。然而，目前AFAM 的應(yīng)用還不夠普遍，相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者對AFAM 了解和使用的還不多。為此，我們在前期研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過整理和凝練，形成了這部專著，目的是推動AFAM這種新型納米力學(xué)測量方法在國內(nèi)的普遍應(yīng)用。表面微納米力學(xué)測試模塊