四川表面微纳米力学测试服务

时间:2024年12月21日 来源:

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。利用纳米力学测试,可以评估纳米材料的可靠性和耐久性。四川表面微纳米力学测试服务

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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。四川表面微纳米力学测试服务在进行纳米力学测试时,需要选择合适的测试方法和参数,以确保测试结果的准确性和可靠性。

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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)。

即使源电阻大幅降低至1MW,对一个1mV的信号的测量也接近了理论极限,因此要使用一个普通的数字多用表(DMM)进行测量将变得十分困难。除了电压或电流灵敏度不够高之外,许多DMM在测量电压时的输入偏移电流很高,而相对于那些纳米技术[3]常常需要的、灵敏度更高的低电平DC测量仪器而言,DMM的输入电阻又过低。这些特点增加了测量的噪声,给电路带来不必要的干扰,从而造成测量的误差。系统搭建完毕后,必须对其性能进行校验,而且消除潜在的误差源。误差的来源可以包括电缆、连接线、探针[5]、沾污和热量。下面的章节中将对降低这些误差的一些途径进行探讨。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。

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特点:能同时实现SEM/FIB高分辨成像和纳米力学性能测试,力学测量范围0.5nN-200mN(9个数量级),位移测量范围0.05nm-21mm(9个数量级),五轴(X,Y,Z,旋转,倾斜)闭环控制保证样品和微力传感探针的精确对准,能在SEM/FIB较佳工作距离下实现高分辨成像(可达4mm)以及FIB切割和沉积,五轴(X,Y,Z,旋转,倾斜)位移记录器实现样品台上多样品的自动测试和扫描,导电的微力传感探针可有效减少荷电效应,能够通过力和位移两种控制模式实现各种力学测试,例如拉伸、压缩、弯曲、剪切、循环和断裂测试等,电性能测试模块能够实现力学和电学性能同步测试(样品座配备6个电极)导电的微力传感探针可有效减少荷电效应,实现力学性能测试与其他SEM/FIB原位分析手段联用,如EDX、EBSD、离子束沉积和切割,兼容于SEM本身的样品台,安装和卸载快捷方便。利用大数据和人工智能技术,优化纳米力学测试结果分析,提升研究效率。四川表面微纳米力学测试服务

借助纳米力学测试,可以评估材料在微观尺度下的耐磨性和耐蚀性。四川表面微纳米力学测试服务

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。四川表面微纳米力学测试服务

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