納米纖維已經(jīng)展現(xiàn)出各種有趣的特性,除了高比表面積-體積比,納米纖維相比于塊狀材料,沿主軸方向有更突出的力學特性。因此納米纖維在復(fù)合材料、纖維、支架(組織工程學)、藥物輸送、創(chuàng)傷敷料或紡織業(yè)等領(lǐng)域是一種非常有應(yīng)用前景的材料。納米纖維機械性能(剛度、彈性變形范圍、極限強度、韌性)的定量表征對理解其在目標應(yīng)用中的性能非常重要,而測量這些參數(shù)需要高度專業(yè)畫的儀器,必須具備以下功能:以亞納米的分辨率測量非常小的變形;在測量的時間量程(例如100 s)內(nèi)在納米級的位移下保持高度穩(wěn)定的測量系統(tǒng);以亞納米分辨率測量微小力;處理(撿取-放置)納米纖維并將其放置在機械測試儀器上。納米力學測試對于材料科學研究至關(guān)重要,能夠精確測量納米尺度下的力學性質(zhì)。廣西高校納米力學測試參考價
英國:國家物理研究所對各種納米測量儀器與被測對象之間的幾何與物理間的相互作用進行了詳盡的研究,繪制了各種納米測量儀器測量范圍的理論框架,其研制的微形貌納米測量儀器測量范圍是0.01n m~3n m和0.3n m~100n m。Warwick大學的Chetwynd博士利用X光干涉儀對長度標準用的波長進行細分研究,他利用薄硅片分解和重組X光光束來分析干涉圖形,從干涉儀中提取的干涉條紋與硅晶格有相等的間距,該間距接近0.2nm,他依此作為校正精密位移傳感器的一種亞納米尺度。Queensgate儀器公司設(shè)計了一套納米定位裝置,它通過壓電驅(qū)動元件和電容位置傳感器相結(jié)合的控制裝置達到納米級的分辨率和定位精度。深圳微電子納米力學測試方法通過納米力學測試,可以優(yōu)化材料的加工工藝,提高產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。
本文中主要對當今幾種主要材料納觀力學與納米材料力學特性測試方法:納米硬度技術(shù)、納米云紋技術(shù)、掃描力顯微鏡技術(shù)等進行概述。納米硬度技術(shù)。隨著現(xiàn)代材料表面工程、微電子、集成微光機電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學材料的發(fā)展試樣本身或表面改性層厚度越來越小。傳統(tǒng)的硬度測量已無法滿足新材料研究的需要,于是納米硬度技術(shù)應(yīng)運而生。納米硬度計是納米硬度測量的主要儀器,它是一種檢測材料微小體積內(nèi)力學性能的測試儀器,包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式。由于壓痕或劃痕深度一般控制在微米甚至納米尺度,因此該類儀器已成為電子薄膜、涂層、材料表面及其改性的力學性能檢測的理想手段。它不需要將表層從基體上剝離,便可直接給出材料表層力學性質(zhì)的空間分布。
微納米材料力學性能測試系統(tǒng)是一種用于機械工程領(lǐng)域的科學儀器,于2008年11月18日啟用。縱向載荷力和位移。載荷力分辨率:3nN(在施加1μN的條件下);較小載荷接觸力:<100nN;較大載荷:10mN;位移分辨率:0.0004nm;較小位移:<0.2nm;較大位移:5μm;熱漂移:<0.05nm/s(在室溫條件下)。 橫向載荷力和位移。載荷力的分辨率:0.5μN;較小橫向力:<5μN;較大橫向力:2mN;位移分辨率:3nm;較小位移:<5nm;較大位移:15μm;熱漂移:<0.05nm/s(在室溫條件下)。磨損面積范圍:4μm x 4μm 到 60μm x 60μm;磨損速率:≤180μm/s;縱向載荷范圍:100nN – 1mN。X-Y stage。納米力學測試技術(shù)的發(fā)展推動了納米材料和納米器件的性能優(yōu)化。
SFM納米力學測試。在掃描隧道顯微鏡(STM)發(fā)明以后,基于STM,人們又陸續(xù)發(fā)展一系列相似的掃描成像顯微技術(shù),它們包括原子力顯微鏡(AFM)、摩擦力顯微鏡(FFM)、磁力顯微鏡、靜電力顯微等,統(tǒng)稱為掃描力顯微鏡(SFM)。由于這些掃描力顯微鏡成像的工作原理是基于探針與被測樣品之間的原子力、摩擦力、磁力或靜電力,因此,它們自然地成為測量探針與被測樣品之間微觀原子力、摩擦力、磁力或靜電力的有力工具。采用原子力顯微鏡對飽和鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白和脫鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白與轉(zhuǎn)鐵蛋白抗體之間的相互作用進行研究通過原子力顯微鏡對分子間力的曲線進行探測,比較飽和鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白和脫鐵轉(zhuǎn)鐵蛋白與抗體之間的作用力的差異。納米力學測試旨在探究微觀尺度下材料的力學性能,為科研和工業(yè)領(lǐng)域提供有力支持。廣西高校納米力學測試參考價
測試設(shè)置需精確控制實驗條件,以消除外部干擾,確保實驗結(jié)果的準確性。廣西高校納米力學測試參考價
量子效應(yīng)決定物理系統(tǒng)內(nèi)個別原子間的相互作用力。在納米力學中用一些原子間勢能的平均數(shù)學模型引入量子效應(yīng)。在經(jīng)典多體動力學內(nèi)加入原子間勢能提供了納米結(jié)構(gòu)和原子尺寸決定性的力學模型。數(shù)據(jù)方法求解這些模型稱為分子動力學(MD),有時稱為分子力學。非決定性數(shù)字近似包括蒙特卡羅,動力蒙卡羅和其它方法?,F(xiàn)代的數(shù)字工具也包括交叉通用近似,允許同時和連續(xù)利用原子尺寸的模型。發(fā)展這些復(fù)雜的模型是另一應(yīng)用力學的研究課題。廣西高校納米力學測試參考價