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有限元数值分析方面,Hurley 等分别基于解析模型和有限元模型两种数据分析方法测量了铌薄膜的压入模量,并进行了对比。Espinoza-Beltran 等考虑探针微悬臂的倾角、针尖高度、梯形横截面、材料各向异性等的影响,给出了一种将实验测试和有限元优化分析相结合,确定针尖样品面外和面内接触刚度的方法。有限元分析方法综合考虑了实际情况中的多种影响因素,精度相对较高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 测试过程中针尖样品微纳米尺度下的接触力学行为。Killgore 等提出了一种通过检测探针接触共振频率变化对针尖磨损进行连续测量的方法。纳米力学测试可以解决纳米材料在制备和应用过程中的力学问题,提高纳米材料的性能和稳定性。广西汽车纳米力学测试厂家直销
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。广西汽车纳米力学测试厂家直销测试内容丰富多样,包括硬度、弹性模量、摩擦系数等,助力材料研究。
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。
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。纳米力学测试助力新能源材料研发,提高能量转换效率。
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)。通过纳米力学测试,我们可以评估纳米材料在极端环境下的稳定性和耐久性。深圳汽车纳米力学测试市场价格
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。广西汽车纳米力学测试厂家直销
FT-NMT03纳米力学测试系统可以配合SEM/FIB原位精确直接地测量纳米纤维的力学特性。微力传感器加载微力,纳米力学测试结合高分辨位置编码器可以对纳米纤维进行拉伸、循环、蠕变、断裂等形变测试。力-形变(应力-应变)曲线可以定量的表征纳米纤维的材料特性。此外,纳米力学测试结合样品架电连接,可以定量表征电-机械性质。位置稳定性,纳米力学测试对于纳米纤维的精确拉伸测试,纳米力学测试系统的位移是测试不稳定性的主要来源。图2展示了FT-NMT03纳米力学测试系统位移的统计学评价,从中可以找到每一个测试间隔内位移导致的不确定性,例如100s内为450pm,意思是65%(或95%)的概率,纳米力学测试系统在100s的时间间隔内的位移稳定性小于±450pm(或±900pm)。广西汽车纳米力学测试厂家直销
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