目前微纳米力学性能测试方法的发展趋势主要向快速定量化以及动态模式发展,测试对象也越来越多地涉及软物质、生物材料等之前较难测试的样品。另外,纳米力学测试方法的标准化也在逐步推进。建立标准化的纳米力学测试方法标志着相关测试方法的逐渐成熟,对纳米科学和技术的发展也具有重要的推动作用。绝大多数的纳米力学测试都需要复杂的样品制备过程。为了使样品制备简单化和人性化,FT-NMT03采用能够感知力的微镊子和不同形状的微力传感探针针尖来实现对微纳结构的精确提取、转移直至将其固定在测试平台上。总而言之,集中纳米操作以及力学-电学性能同步测试功能于一体的FT-NMT03能够满足几乎所有的纳米力学测试需求。在纳米力...
纳米测量技术是利用改制的扫描隧道显微镜进行微形貌测量,这个技术已成功的应用于石墨表面和生物样本的纳米级测量。国外于1982年发明并使其发明者Binnig和Rohrer(美国)荣获1986年物理学诺贝尔奖的扫描隧道显微镜(STM)。1986年,Binnig等人利用扫描隧道显微镜测量近10-18N的表面力,将扫描隧道显微镜与探针式轮廓仪相结合,发明了原子力显微镜,在空气中测量,达到横向精度3n m和垂直方向0.1n m的分辨率。California大学S.Alexander等人利用光杠杆实现的原子力显微镜初次获得了原子级分辨率的表面图像。纳米力学测试对于材料科学研究至关重要,能够精确测量纳米尺度下...
借助原子力显微镜(AFM)的纳米力学测试法,利用原子力显微镜探针的纳米操纵能力对一维纳米材料施加弯曲或拉伸载荷。施加弯曲载荷时,原子力显微镜探针作用在一维纳米悬臂梁结构高自山端國双固支结构的中心位置,弯曲挠度和载荷通过原子力显微镜探针悬曾梁的位移和悬臂梁的刚度获取,依据连续力学理论,由试样的载荷一挠度曲线获得其弹性模量、强度和韧性等力学性能参数。这种方法加载机理简单,相对拉伸法容易操作,缺点是原子力显微镜探针的尺寸与被测纳米试样相比较大,挠度较大时探针的滑动以及试样中心位置的对准精度严重影响测试精度3、借助微机电系统(MEMS)技术的片上纳米力学测试法基于 MEMS 的片上纳米力学测试法采用 ...
原子力显微镜(AFM),原子力显微镜(AtomicForce Microscopy,简称AFM)是一种常用的纳米级力学性质测试方法。它通过在纳米尺度下测量材料表面的力与距离之间的关系,来获得材料的力学性质信息。AFM的基本工作原理是利用一个具有纳米的探针对样品表面进行扫描,并测量在探针与样品之间的力的变化。使用AFM可以获得材料的力学性质参数,如纳米硬度、弹性模量和塑性变形等信息。此外,AFM还可以进行纳米级别的形貌表征,使得研究人员可以直观地观察到材料的表面形貌和结构。测试内容丰富多样,包括硬度、弹性模量、摩擦系数等,助力材料研究。湖北微电子纳米力学测试厂商扫描探针声学显微术一般适用于模量范...
主要的微纳米力学测量技术:1、微纳米压痕测试技术,1.1压入测试技术,压人测试技术是较初的是表征各种材料力学性能较常用的方法之一,可以追溯到 20 世纪初的定量硬度测试方法。传统的压人测试技术是利用已知几何形状的硬压头以预设的压人深度或者载荷作用到较软的样品表面,通过测量残余压痕的尺寸计算相关的硬度指数。但压入测试技术的缺陷在所能够表征的材料力学参量局限于硬度和弹性模量这2个基本的参量。1.2 微纳米压痕测试,近年来新型材料正在向低维化、功能化与复合化方向飞速发展,在微纳米尺度作用区域上开展微纳米压痕测试已被普遍用作评价材料因微观结构变化面诱发力学性能变化以及获得材料物性转变等新现象、新规律的...
纵观纳米测量技术发展的历程,它的研究主要向两个方向发展:一是在传统的测量方法基础上,应用先进的测试仪器解决应用物理和微细加工中的纳米测量问题,分析各种测试技术,提出改进的措施或新的测试方法;二是发展建立在新概念基础上的测量技术,利用微观物理、量子物理中较新的研究成果,将其应用于测量系统中,它将成为未来纳米测量的发展趋向。但纳米测量中也存在一些问题限制了它的发展。建立相应的纳米测量环境一直是实现纳米测量亟待解决的问题之一,而且在不同的测量方法中需要的纳米测量环境也是不同的。通过纳米力学测试,可以测量纳米材料的弹性模量、硬度和断裂韧性等力学性能。广东原位纳米力学测试设备原子力显微镜(AFM),原子...
采用磁力显微镜观察Sm2Co17基永磁材料表面的波纹磁畴和条状磁畴结构;使用摩擦力显微镜对计算机磁盘表面的摩擦特性进行试:利用静电力显微镜测量技术,依靠轻敲模式(Tapping mode)和抬举模式(Lift mode),用相位成像测量有机高分子膜-壳聚糖膜(CHI)的表面电荷密度空间分布等等除此之外,近年来,SPM还用于测量化学键、纳米碳管的强度,以及纳米碳管操纵力方面的测量。利用透射电子显微镜和原子力显微镜原位加载,观测单一纳米粒子链的力学属性和纳观断裂,采用扫描电镜、原子力显微镜对纳米碳管的拉伸过程及拉伸强度进行测等:基于原子力显微镜提出一种纳米级操纵力的同步测量方法,进而应用该方法,成...
微纳米材料力学性能测试系统是一种用于机械工程领域的科学仪器,于2008年11月18日启用。纵向载荷力和位移。载荷力分辨率:3nN(在施加1µN的条件下);较小载荷接触力:<100nN;较大载荷:10mN;位移分辨率:0.0004nm;较小位移:<0.2nm;较大位移:5μm;热漂移:<0.05nm/s(在室温条件下)。 横向载荷力和位移。载荷力的分辨率:0.5μN;较小横向力:<5μN;较大横向力:2mN;位移分辨率:3nm;较小位移:<5nm;较大位移:15μm;热漂移:<0.05nm/s(在室温条件下)。磨损面积范围:4μm x 4μm 到 60μm x 60μm;磨损速率:≤180μm/...
力—距离曲线测试分为准静态模式和动态模式,实际应用中采用较多的是准静态模式下的力-距离曲线测试。由力—距离曲线测试可以获得样品表面的力学性能及黏附的信息。利用接触力学模型对力—距离曲线进行拟合,可以获得样品表面的弹性模量。力—距离曲线测试与纳米压痕相比,可以施加更小的作用力(nN量级),较好地避免了对生物软材料的损害,极大地降低了基底对薄膜力学性能测试的影响。力—距离曲线测试普遍应用于聚合物材料和生物材料的纳米力学性能测试,很多研究者利用此方法获得了细胞的模量信息。力—距离曲线阵列测试可以获得测试区域内力学性能的分布,但是分辨率较低,且测试时间较长。另外,力—距离曲线一般只对软材料才比较有效。...
谱学技术微纳米材料的化学成分分析主要依赖于各种谱学技术,包括紫外-可见光谱红外光谱、x射线荧光光谱、拉曼光谱、俄歇电子能谱、x射线光电子能谱等。另有一类谱仪是基于材料受激发的发射谱,是专为研究品体缺陷附近的原子排列状态而设计的,如核磁共振仪、电子自旋共振谱仪、穆斯堡尔谱仪、正电子湮灭等等。热分析技术,纳米材料的热分析主要是指差热分析、示差扫描量热法以及热重分析。三种方法常常相互结合,并与其他方法结合用于研究微纳米材料或纳米粒子的一些特 征:(1)表面成键或非成键有机基团或其他物质的存在与否、含量多少、热失重温度等(2)表面吸附能力的强弱与粒径的关系(3)升温过程中粒径变化(4)升温过程中的相转...
与传统硬度计算不同的是,A 值不是由压痕照片得到,而是根据 “接触深度” hc(nm) 计算得到的。具体关系式需通过试验来确定,根据压头形状的不同,一般采用多项式拟合的方法,比如针对三角锥形压头,其拟合结果为:A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接触深度”hc由下式计算得出:hc = h - ε P max/S,式中,ε是与压头形状有关的常数,对于球形或三角锥形压头可以取ε = 0.75。而S的值可以通过对载荷-位移曲线的卸载部分进行拟合,再对拟合函数求导得出,即,式中Q 为拟合函数。这样通过试验得到载...
模块化设计使系统适用于各种形貌样品的测试需求及各种SEM/FIB配置,紧凑的外形设计适用于各种全尺寸的SEM/FIB样品室。用户可设计自定义的测试程序和测试模式:①FT-SH传感器连接头,其配置的4个不同型号的连接头,可满足各种不同的测试条件(平面外或者平面内测试)和不同的测试距离。②FFT-SB样品基座适配头,其配置的4个不同型号的适配头用来调节样品台的高度和角度。③FT-ETB电学测试样品台,包含2个不同的电学测试样品台,实现样品和纳米力学测试平台的电导通。④FT-S微力传感探针和FT-G微镊子,实现微纳力学测试和微纳操作组装(按需额外购买)。纳米力学测试可以解决纳米材料在制备和应用过程中...
微纳米材料研究中用到的一些现代测试技术:电子显微法,电子显微技术是以电子显微镜为研究手段来分析材料的一种技术。电子显微镜拥有高于光学显微镜的分辨率,可以放大几十倍到几十万倍的范围,在实验研究中具有不可替代的意义,推动了众多领域研究的进程。电子显微技术的光源为电子束,通过磁场聚焦成像或者静电场的分析技术才达成高分辨率的效果、利用电子显微镜可以得到聚焦清晰的图像, 有利于研究人员对于实验结果进行观察分析。纳米力学测试可以帮助研究人员了解纳米材料的疲劳行为,从而改进纳米材料的设计和制备工艺。重庆纳米力学测试哪家好AFAM 方法较早是由德国佛罗恩霍夫无损检测研究所Rabe 等在1994 年提出的。19...
光催化纳米材料在水处理中的应用,光催化微纳米材料以将废水中的有机污染物迅速转化、分解为水和二氧化碳等无害物质,有效地提高了处理效率与处理质量。人们常用的处理废水中有机物的光催化微纳米材料是N型半导体材料,较具表示性的是纳米Ti02,Ti02的发现与应用为污水中有害物质与水的完全催化分解开辟了新的道路,且不会产生二次污染,具有很高的化学稳定性与较广的作用范围。此外,在无机废水的处理中,由于纳米颗粒表面的无机物具有光化学活性,可以通过高氧化态吸附汞、银等贵微纳米材料在水处理中的应用研究,不只消除了工业废水的毒性,还可以从污水废水中回收贵金属。原子力显微镜(AFM)在纳米力学测试中发挥着重要作用,可...
随着科学技术的发展,纳米尺度材料的研究变得越来越重要。纳米尺度材料具有独特的力学性质,与传统材料相比有着许多不同之处。为了深入了解和研究纳米尺度材料的力学性质,科学家们不断开发出各种先进的测试方法。在本文中,我将分享一些纳米尺度下常用的材料力学性质测试方法,研究人员可以根据具体需求选择适合的方法来进行材料力学性质的测试与研究。纳米尺度下力学性质的研究对于深入了解材料的力学行为、提高材料性能以及开发新材料具有重要意义。希望本文所分享的方法能够对相关研究和应用提供一定的指导和帮助。纳米力学测试可以用于评估纳米材料的耐久性和寿命,为产品的设计和使用提供参考依据。海南材料科学纳米力学测试仪2005 年...
纳米力学从研究的手段上可分为纳观计算力学和纳米实验力学。纳米计算力学包括量子力学计算方法、分子动力学计算和跨层次计算等不同类型的数值模拟方法。纳米实验力学则有两层含义:一是以纳米层次的分辨率来测量力学场,即所谓的材料纳观实验力学;二是对特征尺度为1-100nm之间的微细结构进行的实验力学研究,即所谓的纳米材料实验力学。纳米实验力学研究有两种途径:一是对常规的硬度测试技术、云纹法等宏观力学测试技术进行改造,使它们能适应纳米力学测量的需要;另一类是创造如原子力显微镜、摩擦力显微镜等新的纳米力学测量技术建立新原理、新方法。利用纳米力学测试,可以评估纳米材料的可靠性和耐久性。湖北涂层纳米力学测试系统对...
原位纳米力学测试系统是一种用于材料科学领域的仪器,于2011年10月27日启用。压痕测试单元:(1)可实现70nN~30mN不同加载载荷,载荷分辨率为3nN;(2)位移分辨率:0.006nm,较小位移:0.2nm,较大位移:5um;(3)室温热漂移:0.05nm/s;(4)更换压头时间:60s。能够实现薄膜或其他金属或非金属材料的压痕、划痕、摩擦磨损、微弯曲、高温测试及微弯曲、NanoDMA、模量成像等功能。力学测试芯片大小只为几平方毫米,亦可放置在电子显微镜真空腔中进行原位实时检测。利用纳米力学测试,可以对纳米材料的弹性形变和塑性形变进行精细分析。福建材料科学纳米力学测试银微纳米材料,微纳米...
扫描探针声学显微术一般适用于模量范围在1~300 GPa 的材料。对于更软的材料,在测试过程中接触力有可能会对样品造成损害。基于轻敲模式的原子力显微镜多频成像技术是近年来发展的一项纳米力学测试方法。通过同时激励和检测探针多个频率的响应或探针振动的两阶(或多阶) 模态或探针振动的基频和高次谐波成分等,可以实现对被测样品形貌、弹性等性质的快速测量。只要是涉及探针两个及两个以上频率成分的激励和检测,均可以归为多频成像技术。由于轻敲模式下针尖施加的作用力远小于接触状态下的作用力,因此基于轻敲模式的多频成像技术适合于软物质力学性能的测量。纳米力学测试可以应用于纳米材料的质量控制和品质检测,确保产品符合规...
本文中主要对当今几种主要材料纳观力学与纳米材料力学特性测试方法:纳米硬度技术、纳米云纹技术、扫描力显微镜技术等进行概述。纳米硬度技术。随着现代材料表面工程、微电子、集成微光机电 系统、生物和医学材料的发展试样本身或表面改性层厚度越来越小。传统的硬度测量已无法满足新材料研究的需要,于是纳米硬度技术应运而生。纳米硬度计是纳米硬度测量的主要仪器,它是一种检测材料微小体积内力学性能的测试仪器,包括压痕硬度和划痕硬度两种工作模式。由于压痕或划痕深度一般控制在微米甚至纳米尺度,因此该类仪器已成为电子薄膜、涂层、材料表面及其改性的力学性能检测的理想手段。它不需要将表层从基体上剥离,便可直接给出材料表层力学性...
纳米科学与技术是近二十年来发展起来的一门前沿和交叉学科,纳米力学作为其中的一个分支,对其他分支学科如纳米材料学、物理学、生物医学等都有着重要的支撑作用。下面简要介绍一下目前应用较普遍的两类微纳米力学测试方法:纳米压痕方法和基于原子力显微镜的纳米力学测试方法。纳米压痕是20 世纪90 年代初期快速发展起来的一种微纳米力学测试方法,是研究微纳米尺度材料力学性能的重要方法之一,在科研和工业领域都有着普遍的应用。纳米压痕的压入深度在一般在纳米量级,远小于传统压痕的微米或毫米量级。限于光学显微镜的分辨率,无法直接对纳米压痕的尺寸进行精确测量。纳米力学测试技术为纳米材料在航空航天、汽车制造等领域的应用提供...
纳米力学性能测试系统是一款可在SEM/FIB中对微纳米材料和结构的力学性能进行原位、直接而准确测量的纳米机器人系统。测试原理是通过微力传感探针对微纳结构施加可控的力,同时采用位移记录器来测量该结构的形变。从测得的力和形变(应力-应变)曲线可以定量地分析微纳米结构的力学性能。通过控制加载力的大小和方向,可实现拉伸、压缩、断裂、疲劳和蠕变等各种力学测试。同时,其配备的导电样品测试平台可以对微纳米结构的电学和力学性能进行同步测试。纳米力学测试可以帮助研究人员了解纳米材料的力学响应机制,从而推动纳米科学的发展。广州材料科学纳米力学测试模块纳米压痕仪的应用,纳米压痕仪可适用于有机或无机、软质或硬质材料的...
纳米压痕技术通过测量压针的压入深度,根据特定形状压针压入深度与接触面积的关系推算出压针与被测样品之间的接触面积。因此,纳米压痕也被称为深度识别压痕(depth-sensing indentation,DSI) 技术。纳米压痕技术的应用范围非常普遍,可以用于金属、陶瓷、聚合物、生物材料、薄膜等绝大多数样品的测试。纳米压痕相关仪器的操作和使用也非常方便,加载过程既可以通过载荷控制,也可以通过位移控制,并且只需测量压针压入样品过程中的载荷位移曲线,结合恰当的力学模型就可以获得样品的力学信息。纳米力学测试需要使用专属的纳米力学测试仪器,如纳米压痕仪和纳米拉伸仪等。福建高精度纳米力学测试供应商常把纳米力...
AFAM 的基本原理是利用探针与样品的接触振动来对材料纳米尺度的弹性性能进行成像或测量。AFAM 于20 世纪90 年代中期由德国萨尔布吕肯无损检测研究所的Rabe 博士(女) 首先提出,较初为单点测量模式。2000 年前后,她们采用逐点扫频的方式实现了模量成像功能,但是成像的速度很慢,一幅128×128 像素的图像需要大约30min,导致图像的热漂移比较严重。2005 年,美国国家标准局的Hurley 博士(女) 采用DSP 电路控制扫频和探针的移动,将成像速度提高了4~5倍(一幅256×256 像素的图像需要大约25min)。纳米力学测试可以应用于纳米材料的研究和开发,以及纳米器件的设计和...
本文中主要对当今几种主要材料纳观力学与纳米材料力学特性测试方法:纳米硬度技术、纳米云纹技术、扫描力显微镜技术等进行概述。纳米硬度技术。随着现代材料表面工程、微电子、集成微光机电 系统、生物和医学材料的发展试样本身或表面改性层厚度越来越小。传统的硬度测量已无法满足新材料研究的需要,于是纳米硬度技术应运而生。纳米硬度计是纳米硬度测量的主要仪器,它是一种检测材料微小体积内力学性能的测试仪器,包括压痕硬度和划痕硬度两种工作模式。由于压痕或划痕深度一般控制在微米甚至纳米尺度,因此该类仪器已成为电子薄膜、涂层、材料表面及其改性的力学性能检测的理想手段。它不需要将表层从基体上剥离,便可直接给出材料表层力学性...
研究液相环境下的流体载荷对探针振动产生的影响可以将AFAM 定量化测试应用范围扩展至液相环境。液相环境下增加的流体质量载荷和流体阻尼使探针振动的共振频率和品质因子都较大程度上减小。Parlak 等采用简单的解析模型考虑流体质量载荷和流体阻尼效应,可以在液相环境下从探针的接触共振频率导出针尖样品的接触刚度值。Tung 等通过严格的理论推导,提出通过重构流体动力学函数的方法,将流体惯性载荷效应进行分离。此方法不需要预先知道探针的几何尺寸及材料特性,也不需要了解周围流体的力学性能。跨学科合作,推动纳米力学测试技术不断创新,满足多领域需求。四川表面微纳米力学测试厂商原位纳米片取样和力学测试技术,原位纳...
量子效应也决定纳米结构新的电,光和化学性质。因此量子效应在邻近的纳米科学,纳米技术,如纳米电子学,先进能源系统和纳米生物技术学科范围得到更多注意。纳米测量技术是利用改制的扫描隧道显微镜进行微形貌测量,这个技术已成功的应用于石墨表面和生物样本的纳米级测量。安全一直是必须认真考虑的问题。电测量工具会输出有危险的、甚至是致命的电压和电流。清楚仪器使用中何时会发生这些情形显得极为重要,只有这样人们才能采取恰当的安全防范手段。请认真阅读并遵从各种工具附带的安全指示。在进行纳米力学测试时,需要注意避免外界干扰和噪声对测试结果的影响。新能源纳米力学测试模块借助电子显微镜(EM)的原位纳米力学测试法,利用扫描...