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时间:2024年10月23日 来源:

纳米云纹法,云纹法是在20世纪60年代兴起的物体表面全场变形的测量技术。从上世纪80年代以来,高频率光栅制作技术已经日趋成熟。目前高精度云纹干涉法通常使用的高密度光栅频率已达到600~2400线mm,其测量位移灵敏度比传统的云纹法高出几十倍甚至上百倍。近年来云纹法的研究热点已进入微纳尺度的变形测量,并出现与各种高分辨率电镜技术、扫描探针显微技术相结合的趋势。显微几何云纹法,在光学显微镜下通过调整放大倍数将栅线放大到频率小于40线/mm,然后利用分辨率高的感光胶片分别记录变形前后的栅线,两种栅线干涉后即可获得材料表面纳米级变形的云纹。纳米力学测试可以解决纳米材料在高温、低温和高压等极端环境下的力学问题,提高纳米材料的稳定性和可靠性。纺织纳米力学测试厂家供应

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纳米压痕仪简介,近年来,国内外研究人员以纳米压痕技术为基础,开发出多种纳米压痕仪,并实现了商品化,为材料的纳米力学性能检测提供了高效、便捷的手段。图片纳米压痕仪主要用于微纳米尺度薄膜材料的硬度与杨氏模量测试,测试结果通过力与压入深度的曲线计算得出,无需通过显微镜观察压痕面积。纳米压痕仪的基本组成可以分为控制系统、 移动线圈系统、加载系统及压头等几个部分。压头一般使用金刚石压头,分为三角锥或四棱锥等类型。试验时,首先输入初始参数,之后的检测过程则完全由微机自动控制,通过改变移动线圈系统中的电流,可以操纵加载系统和压头的动作,压头压入载荷的测量和控制通过应变仪来完成,同时应变仪还将信号反馈到移动线圈系统以实现闭环控制,从而按照输入参数的设置完成试验。纺织纳米力学测试厂家供应解决方案之一:采用新型纳米材料,提高力学性能,拓宽应用范围。

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Berkovich压头是纳米压痕硬度计中较常用的。它可以加工得很尖,而且几何形状在很小尺度内保持自相似,适合于小尺度的压痕实验。目前,该类压头的加工水平:端部半径50nm,典型值约40nm,中心线和面的夹角精度为J=0.025°。在纳米压痕硬度测量中,Berkovich压头是一种理想的压头。优点包括:易获得好的加工质量,很小载荷就能产生塑性,能减小摩擦的影响。Cube-corner压头因其三个面相互垂直,像立方体的一个角,故取此名称。压头越尖,就会在接触区内产生理想的应力和应变。目前,该种压头主要用于断裂韧性(fracture toughness)的研究。它能在脆性材料的压痕周围产生很小的规则裂纹,这样的裂纹能在相当小的范围内用来估计断裂韧性。锥形压头圆锥具有尖的自相似几何形状,从模型角度常利用它的轴对称特性,纳米压痕硬度的许多模型均基于圆锥压痕。由于难以加工出尖的圆锥金刚石压头,它在小尺度实验中很少使用。

经过三十年的发展,目前科学家在AFM 基础上实现了多种测量和表征材料不同性能的应用模式。利用原子力显微镜,人们实现了对化学反应前后化学键变化的成像,研究了化学键的角对称性质以及分子的侧向刚度。Ternes 等测量了在材料表面移动单个原子所需要施加的作用力。各种不同的应用模式可以获得被测样品表面纳米尺度力、热、声、电、磁等各个方面的性能。基于AFM 的定量化纳米力学测试方法主要有力—距离曲线测试、扫描探针声学显微术和基于轻敲模式的动态多频技术。在纳米尺度上,材料的力学性质往往与其宏观尺度下的性质有明显不同,因此纳米力学测试具有重要意义。

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纳米划痕法,纳米划痕硬度计主要是通过测量压头在法向和切向上的载荷和位移的连续变化过程,进而研究材料的摩擦性能、塑性性能和断裂性能的。纳米划痕仪器的设计主要有两种方案 纳米划痕计和压痕计,合二为一即划痕计的法向力和压痕深度由高分辨率的压痕计提供,同时记录匀速移动的试样台的位移,使压头沿试样表面进行刻划,切向力由压杆上的两个相互垂直的力传感器测量纳米划痕硬度计和压痕计相互单独。纳米划痕硬度计,不只可以研究材料的摩擦磨损行为,还普遍应用于薄膜的粘着失效和黏弹行为。对刻划材料来说,不只载荷和压入深度是重要的参数,而且残余划痕的深度、宽度、凸起的高度在研究接触压力和实际摩擦也是十分重要的。目前,该类仪器已普遍应用于各种电子薄膜、汽车喷漆、胶卷、光学镜 头、磁盘、化妆品(指甲油和口红)等的质量检测。纳米力学测试可以用于评估纳米材料的性能和质量,以确保其在实际应用中的可靠性。江西半导体纳米力学测试模块

纳米力学测试旨在探究微观尺度下材料的力学性能,为科研和工业领域提供有力支持。纺织纳米力学测试厂家供应

除了采用弯曲振动模式进行测量外,Reinstadtler 等给出了探针扭转振动模式测量侧向接触刚度的理论基础。通过同时测量探针微悬臂的弯曲振动和扭转振动,Hurley 和Turner提出了一种同时测量各向同性材料杨氏模量、剪切模量和泊松比的方法。Killgore 等提出了利用软探针的高阶模态进行AFAM 定量化测试的方法,可以使探针施加在样品上的力减小到10 nN,极大地扩展了这一方法的应用范围。Killgore 和Hurley提出了一种新的脉冲接触共振的方法,将接触共振与脉冲力模式相结合,不只能测量探针的接触共振频率和品质因子,还可以测量针尖样品之间黏附力的大小。纺织纳米力学测试厂家供应

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