日本:S.Yoshida主持的Yoshida納米機(jī)械項(xiàng)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(shí)驗(yàn)裝置具有1n m的測量控制精度。日本國家計(jì)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(jī)構(gòu)的微動工作臺。納米力學(xué)測試還可以用于研究納米結(jié)構(gòu)材料的斷裂行為和變形機(jī)制。福建汽車納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)
納米壓痕試驗(yàn)舉例,試驗(yàn)材料取單晶鋁,試驗(yàn)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(yàn),根據(jù)設(shè)置的較大載荷或者壓痕深度的不同,試驗(yàn)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(yàn)結(jié)束后,納米壓痕儀自動計(jì)算出試樣的納米硬度值和相關(guān)重要性能指標(biāo)。本試驗(yàn)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(diǎn),較終結(jié)果取三點(diǎn)的平均值。重慶高校納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)在進(jìn)行納米力學(xué)測試時,需要特別注意樣品的制備和處理過程,以避免引入誤差。
在黏彈性力學(xué)性能測試方面,Yuya 等發(fā)展了AFAM 黏彈性力學(xué)性能測試的理論基礎(chǔ)。隨后,Killgore 等將單點(diǎn)測試拓展到成像測試,對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)測試過程而直接測量損耗因子的方法。Tung 等采用二維流體動力學(xué)函數(shù),考慮探針接近樣品表面時的阻尼和附加質(zhì)量效應(yīng)以及與頻率相關(guān)的流體動力載荷,對黏彈性阻尼損耗測試進(jìn)行了修正。周錫龍等研究了探針不同階模態(tài)對黏彈性測量靈敏度的影響,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)性能測試的方法。
納米壓痕技術(shù)也稱深度敏感壓痕技術(shù)(Depth-Sensing Indentation, DSI),是較簡單的測試材料力學(xué)性質(zhì)的方法之一,可以在納米尺度上測量材料的各種力學(xué)性質(zhì),如載荷-位移曲線、彈性模量、硬度、斷裂韌性、應(yīng)變硬化效應(yīng)、粘彈性或蠕變行為等。納米壓痕理論,納米壓痕試驗(yàn)中典型的載荷-位移曲線。在加載過程中試樣表面首先發(fā)生的是彈性變形,隨著載荷進(jìn)一步提高,塑性變形開始出現(xiàn)并逐步增大;卸載過程主要是彈性變形恢復(fù)的過程,而塑性變形較終使得樣品表面形成了壓痕。圖中Pmax 為較大載荷,hmax 為較大位移,hf為卸載后的位移,S為卸載曲線初期的斜率。納米硬度的計(jì)算仍采用傳統(tǒng)的硬度公式H =P/A。式中,H 為硬度 (GPa);P 為較大載荷 ( μ N),即上文中的 P max ;A 為壓痕面積的投影(nm2 )。 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(shí)際應(yīng)用中的可靠性。
除了采用彎曲振動模式進(jìn)行測量外,Reinstadtler 等給出了探針扭轉(zhuǎn)振動模式測量側(cè)向接觸剛度的理論基礎(chǔ)。通過同時測量探針微懸臂的彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動,Hurley 和Turner提出了一種同時測量各向同性材料楊氏模量、剪切模量和泊松比的方法。Killgore 等提出了利用軟探針的高階模態(tài)進(jìn)行AFAM 定量化測試的方法,可以使探針施加在樣品上的力減小到10 nN,極大地擴(kuò)展了這一方法的應(yīng)用范圍。Killgore 和Hurley提出了一種新的脈沖接觸共振的方法,將接觸共振與脈沖力模式相結(jié)合,不只能測量探針的接觸共振頻率和品質(zhì)因子,還可以測量針尖樣品之間黏附力的大小。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。江西材料科學(xué)納米力學(xué)測試服務(wù)
納米力學(xué)測試在航空航天領(lǐng)域,為超輕、強(qiáng)度高材料研發(fā)提供支持。福建汽車納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)
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。對于更軟的材料,在測試過程中接觸力有可能會對樣品造成損害?;谳p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)測試方法。通過同時激勵和檢測探針多個頻率的響應(yīng)或探針振動的兩階(或多階) 模態(tài)或探針振動的基頻和高次諧波成分等,可以實(shí)現(xiàn)對被測樣品形貌、彈性等性質(zhì)的快速測量。只要是涉及探針兩個及兩個以上頻率成分的激勵和檢測,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)性能的測量。福建汽車納米力學(xué)測試廠家供應(yīng)