2024-12-04 03:10:13
本文中主要對當(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(yùn)而生。納米硬度計(jì)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(xué)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(xué)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(xué)性質(zhì)的空間分布。納米力學(xué)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。空心納米力學(xué)測試收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
對納米材料和納米器件的研究和發(fā)展來說,表征和檢測起著至關(guān)重要的作用。由于人們對納米材料和器件的許多基本特征、結(jié)構(gòu)和相互作用了解得還不很充分,使其在設(shè)計(jì)和制造中存在許多的盲目性,現(xiàn)有的測量表征技術(shù)就存在著許多問題。此外,由于納米材料和器件的特征長度很小,測量時產(chǎn)生很大擾動,以至產(chǎn)生的信息并不能完全表示其本身特性。這些都是限制納米測量技術(shù)通用化和應(yīng)用化的瓶頸,因此,納米尺度下的測量無論是在理論上,還是在技術(shù)和設(shè)備上都需要深入研究和發(fā)展。海南金屬納米力學(xué)測試廠家利用納米力學(xué)測試,可以評估納米材料的可靠性和耐久性。
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。
納米壓痕法:納米壓痕硬度法是一類測量材料表面力學(xué)性能 的先進(jìn)技術(shù)。其原理是在加載過程中 試樣表面在壓頭作用下首先發(fā)生彈性變形,隨著載荷的增加試樣開始發(fā)生塑性變形,加載曲線呈非線性,卸載曲線反映被測物體的彈性恢復(fù)過程。通過分析加卸載曲線可以得到材料的硬度和彈性模量等參量。納米壓痕法不只可以測量材料的硬度和彈性模量,還可以根據(jù)壓頭壓縮過程中脆性材料產(chǎn)生的裂紋估算材料的斷裂韌性,根據(jù)材料的位移壓力曲線與時間的相關(guān)性獲悉材料的蠕變特性。除此之外,納米壓痕法還用于納米膜厚度、微結(jié)構(gòu),如微梁的剛度與撓度等的測量。通過納米力學(xué)測試,可以測量材料的硬度、彈性模量、粘附性等關(guān)鍵參數(shù)。
原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)是一種用于材料科學(xué)領(lǐng)域的儀器,于2011年10月27日啟用。壓痕測試單元:(1)可實(shí)現(xiàn)70nN~30mN不同加載載荷,載荷分辨率為3nN;(2)位移分辨率:0.006nm,較小位移:0.2nm,較大位移:5um;(3)室溫?zé)崞疲?.05nm/s;(4)更換壓頭時間:60s。能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜或其他金屬或非金屬材料的壓痕、劃痕、摩擦磨損、微彎曲、高溫測試及微彎曲、NanoDMA、模量成像等功能。力學(xué)測試芯片大小只為幾平方毫米,亦可放置在電子顯微鏡真空腔中進(jìn)行原位實(shí)時檢測。測試內(nèi)容豐富多樣,包括硬度、彈性模量、摩擦系數(shù)等,助力材料研究。海南金屬納米力學(xué)測試廠家
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,納米力學(xué)測試可用于研究細(xì)胞和組織的力學(xué)性質(zhì)。空心納米力學(xué)測試收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
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。空心納米力學(xué)測試收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)