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(cè)量了鈮薄膜的壓入模量，并進(jìn)行了對(duì)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(cè)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(duì)較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測(cè)試過(guò)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(guò)檢測(cè)探針接觸共振頻率變化對(duì)針尖磨損進(jìn)行連續(xù)測(cè)量的方法。納米力學(xué)測(cè)試的結(jié)果對(duì)于預(yù)測(cè)納米材料在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)具有重要參考價(jià)值。河北材料科學(xué)納米力學(xué)測(cè)試
本文中主要對(duì)當(dāng)今幾種主要材料納觀力學(xué)與納米材料力學(xué)特性測(cè)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(jìn)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(jī)電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展試樣本身或表面改性層厚度越來(lái)越小。傳統(tǒng)的硬度測(cè)量已無(wú)法滿足新材料研究的需要，于是納米硬度技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。納米硬度計(jì)是納米硬度測(cè)量的主要儀器，它是一種檢測(cè)材料微小體積內(nèi)力學(xué)性能的測(cè)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(xué)性能檢測(cè)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(xué)性質(zhì)的空間分布。重慶國(guó)產(chǎn)納米力學(xué)測(cè)試參考價(jià)在納米力學(xué)測(cè)試中，常用的測(cè)試方法包括納米壓痕測(cè)試、納米拉伸測(cè)試和納米彎曲測(cè)試等。
用戶可設(shè)計(jì)自定義的測(cè)試程序和測(cè)試模式：①FT-NTP納米力學(xué)測(cè)試平臺(tái),是一個(gè)5軸納米機(jī)器人系統(tǒng),能夠在絕大部分全尺寸的SEM中對(duì)微納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的納米力學(xué)測(cè)試。②FT-nMSC模塊化系統(tǒng)控制器,其連接納米力學(xué)測(cè)試平臺(tái),同步采集力和位移數(shù)據(jù)。其較大特點(diǎn)是該控制器提供硬。件級(jí)別的傳感器保護(hù)模式,防止微力傳感探針和微鑷子的力學(xué)過(guò)載。③FT-nHCM手動(dòng)控制模塊,其配置的兩個(gè)操控桿方便手動(dòng)控制納米力學(xué)測(cè)試平臺(tái)。④帶接線口的SEM法蘭,實(shí)現(xiàn)模塊化系統(tǒng)控制器和納米力學(xué)測(cè)試平臺(tái)的通訊。
納米劃痕法，納米劃痕硬度計(jì)主要是通過(guò)測(cè)量壓頭在法向和切向上的載荷和位移的連續(xù)變化過(guò)程，進(jìn)而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設(shè)計(jì)主要有兩種方案 納米劃痕計(jì)和壓痕計(jì)，合二為一即劃痕計(jì)的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計(jì)提供，同時(shí)記錄勻速移動(dòng)的試樣臺(tái)的位移，使壓頭沿試樣表面進(jìn)行刻劃，切向力由壓桿上的兩個(gè)相互垂直的力傳感器測(cè)量納米劃痕硬度計(jì)和壓痕計(jì)相互單獨(dú)。納米劃痕硬度計(jì)，不只可以研究材料的摩擦磨損行為，還普遍應(yīng)用于薄膜的粘著失效和黏彈行為。對(duì)刻劃材料來(lái)說(shuō)，不只載荷和壓入深度是重要的參數(shù)，而且殘余劃痕的深度、寬度、凸起的高度在研究接觸壓力和實(shí)際摩擦也是十分重要的。目前，該類儀器已普遍應(yīng)用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學(xué)鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質(zhì)量檢測(cè)。納米力學(xué)測(cè)試的結(jié)果可以為新材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供重要參考。
在黏彈性力學(xué)性能測(cè)試方面，Yuya 等發(fā)展了AFAM 黏彈性力學(xué)性能測(cè)試的理論基礎(chǔ)。隨后，Killgore 等將單點(diǎn)測(cè)試拓展到成像測(cè)試，對(duì)二元聚合物的黏彈性力學(xué)性能進(jìn)行了定量化成像，獲得了存儲(chǔ)模量和損耗模量的分布圖。Hurley 等發(fā)展了一種不需要進(jìn)行中間的校準(zhǔn)測(cè)試過(guò)程而直接測(cè)量損耗因子的方法。Tung 等采用二維流體動(dòng)力學(xué)函數(shù)，考慮探針接近樣品表面時(shí)的阻尼和附加質(zhì)量效應(yīng)以及與頻率相關(guān)的流體動(dòng)力載荷，對(duì)黏彈性阻尼損耗測(cè)試進(jìn)行了修正。周錫龍等研究了探針不同階模態(tài)對(duì)黏彈性測(cè)量靈敏度的影響，提出了一種利用軟懸臂梁的高階模態(tài)進(jìn)行黏彈性力學(xué)性能測(cè)試的方法。通過(guò)納米力學(xué)測(cè)試，可評(píng)估納米材料在極端環(huán)境下的可靠性。山西紡織納米力學(xué)測(cè)試
納米力學(xué)測(cè)試可以幫助解決材料在實(shí)際使用過(guò)程中遇到的損傷和磨損問(wèn)題。河北材料科學(xué)納米力學(xué)測(cè)試
金屬玻璃納米線的熱機(jī)械蠕變測(cè)試，金屬玻璃由于其獨(dú)特的力學(xué)性能，如高彈性極限和高斷裂韌性，而受到越來(lái)越多的關(guān)注。而且，其寬的過(guò)冷液態(tài)區(qū)間開啟了超塑成形的材料加工工藝。因此定量研究金屬玻璃的熱機(jī)械行為是至關(guān)重要的。右圖顯示了針對(duì)金屬玻璃超塑性性能的研究。金屬玻璃納米線通過(guò)Pt基電子束沉積方法固定在FT-S微力傳感探針和樣品臺(tái)之間。在進(jìn)行蠕變測(cè)試時(shí)（施加固定拉伸力來(lái)測(cè)量樣品的形變量），納米力學(xué)測(cè)試采用對(duì)納米線通電加熱來(lái)控制納米線溫度。這樣可測(cè)試納米線在不同溫度下的熱機(jī)械蠕變性能。河北材料科學(xué)納米力學(xué)測(cè)試
