納米力學(xué)(Nanomechanics)是研究納米范圍物理系統(tǒng)的基本力學(xué)(彈性,熱和動力過程)的一個分支。納米力學(xué)為納米技術(shù)提供科學(xué)基礎(chǔ)。作為基礎(chǔ)科學(xué),納米力學(xué)以經(jīng)驗原理(基本觀察)為基礎(chǔ),包括:一般力學(xué)原理和物體變小而出現(xiàn)的一些特別原理。納米力學(xué)(Nanomechanics)是研究納米范圍物理系統(tǒng)基本力學(xué)性質(zhì)(彈性,熱和動力過程)的納米科學(xué)的一個分支。納米力學(xué)為納米技術(shù)提供了科學(xué)基礎(chǔ)。納米力學(xué)是經(jīng)典力學(xué),固態(tài)物理,統(tǒng)計力學(xué),材料科學(xué)和量子化學(xué)等的交叉學(xué)科。納米壓痕技術(shù)作為一種常見測試方法,可實時監(jiān)測材料在微觀層面的力學(xué)性能。四川紡織納米力學(xué)測試系統(tǒng)
光催化納米材料在水處理中的應(yīng)用,光催化微納米材料以將廢水中的有機污染物迅速轉(zhuǎn)化、分解為水和二氧化碳等無害物質(zhì),有效地提高了處理效率與處理質(zhì)量。人們常用的處理廢水中有機物的光催化微納米材料是N型半導(dǎo)體材料,較具表示性的是納米Ti02,Ti02的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用為污水中有害物質(zhì)與水的完全催化分解開辟了新的道路,且不會產(chǎn)生二次污染,具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性與較廣的作用范圍。此外,在無機廢水的處理中,由于納米顆粒表面的無機物具有光化學(xué)活性,可以通過高氧化態(tài)吸附汞、銀等貴微納米材料在水處理中的應(yīng)用研究,不只消除了工業(yè)廢水的毒性,還可以從污水廢水中回收貴金屬。四川涂層納米力學(xué)測試服務(wù)納米力學(xué)測試可以解決納米材料在微納尺度下的力學(xué)問題,為納米器件的設(shè)計和制造提供支持。
用透射電鏡可評估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫為AFM。AFM具有著自己獨特的優(yōu)勢。AFM對于樣品的要求較低,AFM的應(yīng)用范圍也較為寬廣。在進行納米材料研究中,AFM能夠分析納米材料的表面形貌,AFM 可以同其他設(shè)備如相結(jié)合進行微納米粒子的研究。實驗需要進行觀察、測量、記錄、分析等多項步驟,電子顯微技術(shù)的作用可以貫穿整個實驗過程,所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。
原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)(nanoindentation,instrumented-indentation testing,depth-sensing indentation,continuous-recording indentation,ultra low load indentation)是一類先進的材料表面力學(xué)性能測試儀器。該類儀器裝有高分辨率的致動器和傳感器,可以控制和監(jiān)測壓頭在材料中的壓入和退出,能提供高分辨率連續(xù)載荷和位移的測量。包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式,主要應(yīng)用于測試各種薄膜(包括厚度小于100納米的超薄膜、多層復(fù)合膜、抗磨損膜、潤滑膜、高分子聚合物膜、生物膜等)、多相復(fù)合材料的基體本構(gòu)和界面、金屬陣列復(fù)合材料、類金剛石碳涂層(DLC)、半導(dǎo)體材料、MEMS、生物醫(yī)學(xué)樣品(包括骨、牙齒、血管等)和生物材料、等在nano水平上的力學(xué)特性,還可以進行納米機械加工。通過探針壓痕或劃痕來獲得材料微區(qū)的硬度、彈性模量、摩擦系數(shù)、磨損率、斷裂剛度、失效、蠕變、應(yīng)力釋放、分層、粘附力(結(jié)合力)、存儲模量、損失模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。納米力學(xué)測試可以應(yīng)用于納米材料的力學(xué)模擬和仿真,加速納米材料的研發(fā)和應(yīng)用過程。
主要的微納米力學(xué)測量技術(shù):1、微納米壓痕測試技術(shù),1.1壓入測試技術(shù),壓人測試技術(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 世紀初的定量硬度測試方法。傳統(tǒng)的壓人測試技術(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,通過測量殘余壓痕的尺寸計算相關(guān)的硬度指數(shù)。但壓入測試技術(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個基本的參量。1.2 微納米壓痕測試,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試已被普遍用作評價材料因微觀結(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個基本的參量。利用納米力學(xué)測試,可以對納米材料的彈性形變和塑性形變進行精細分析。四川紡織納米力學(xué)測試系統(tǒng)
通過納米力學(xué)測試,我們可以深入了解納米材料在受到外力作用時的變形和破壞機制。四川紡織納米力學(xué)測試系統(tǒng)
經(jīng)過三十年的發(fā)展,目前科學(xué)家在AFM 基礎(chǔ)上實現(xiàn)了多種測量和表征材料不同性能的應(yīng)用模式。利用原子力顯微鏡,人們實現(xiàn)了對化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)鍵變化的成像,研究了化學(xué)鍵的角對稱性質(zhì)以及分子的側(cè)向剛度。Ternes 等測量了在材料表面移動單個原子所需要施加的作用力。各種不同的應(yīng)用模式可以獲得被測樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個方面的性能。基于AFM 的定量化納米力學(xué)測試方法主要有力—距離曲線測試、掃描探針聲學(xué)顯微術(shù)和基于輕敲模式的動態(tài)多頻技術(shù)。四川紡織納米力學(xué)測試系統(tǒng)