隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米尺度材料的研究變得越來越重要。納米尺度材料具有獨特的力學(xué)性質(zhì)，與傳統(tǒng)材料相比有著許多不同之處。為了深入了解和研究納米尺度材料的力學(xué)性質(zhì)，科學(xué)家們不斷開發(fā)出各種先進的測試方法。在本文中，我將分享一些納米尺度下常用的材料力學(xué)性質(zhì)測試方法，研究人員可以根據(jù)具體需求選擇適合的方法來進行材料力學(xué)性質(zhì)的測試與研究。納米尺度下力學(xué)性質(zhì)的研究對于深入了解材料的力學(xué)行為、提高材料性能以及開發(fā)新材料具有重要意義。希望本文所分享的方法能夠?qū)ο嚓P(guān)研究和應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)和幫助。利用納米力學(xué)測試，可以對納米材料的彈性形變和塑性形變進行精細分析。重慶涂層納米力學(xué)測試廠家

主要的微納米力學(xué)測量技術(shù)：1、微納米壓痕測試技術(shù)，1.1壓入測試技術(shù)，壓人測試技術(shù)是較初的是表征各種材料力學(xué)性能較常用的方法之一,可以追溯到 20 世紀初的定量硬度測試方法。傳統(tǒng)的壓人測試技術(shù)是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預(yù)設(shè)的壓人深度或者載荷作用到較軟的樣品表面,通過測量殘余壓痕的尺寸計算相關(guān)的硬度指數(shù)。但壓入測試技術(shù)的缺陷在所能夠表征的材料力學(xué)參量局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。1.2 微納米壓痕測試，近年來新型材料正在向低維化、功能化與復(fù)合化方向飛速發(fā)展，在微納米尺度作用區(qū)域上開展微納米壓痕測試已被普遍用作評價材料因微觀結(jié)構(gòu)變化面誘發(fā)力學(xué)性能變化以及獲得材料物性轉(zhuǎn)變等新現(xiàn)象、新規(guī)律的重要工具。所能夠表征的材料力學(xué)參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。汽車納米力學(xué)測試系統(tǒng)納米力學(xué)測試是一種通過納米尺度下的力學(xué)性質(zhì)來研究材料特性的方法。

納米劃痕法，納米劃痕硬度計主要是通過測量壓頭在法向和切向上的載荷和位移的連續(xù)變化過程，進而研究材料的摩擦性能、塑性性能和斷裂性能的。納米劃痕儀器的設(shè)計主要有兩種方案 納米劃痕計和壓痕計，合二為一即劃痕計的法向力和壓痕深度由高分辨率的壓痕計提供，同時記錄勻速移動的試樣臺的位移，使壓頭沿試樣表面進行刻劃，切向力由壓桿上的兩個相互垂直的力傳感器測量納米劃痕硬度計和壓痕計相互單獨。納米劃痕硬度計，不只可以研究材料的摩擦磨損行為，還普遍應(yīng)用于薄膜的粘著失效和黏彈行為。對刻劃材料來說，不只載荷和壓入深度是重要的參數(shù)，而且殘余劃痕的深度、寬度、凸起的高度在研究接觸壓力和實際摩擦也是十分重要的。目前，該類儀器已普遍應(yīng)用于各種電子薄膜、汽車噴漆、膠卷、光學(xué)鏡 頭、磁盤、化妝品(指甲油和口紅)等的質(zhì)量檢測。

納米力學(xué)性能測試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對微納米材料和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進行原位、直接而準確測量的納米機器人系統(tǒng)。測試原理是通過微力傳感探針對微納結(jié)構(gòu)施加可控的力,同時采用位移記錄器來測量該結(jié)構(gòu)的形變。從測得的力和形變(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線可以定量地分析微納米結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。通過控制加載力的大小和方向,可實現(xiàn)拉伸、壓縮、斷裂、疲勞和蠕變等各種力學(xué)測試。同時,其配備的導(dǎo)電樣品測試平臺可以對微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進行同步測試。納米力學(xué)測試可以用于研究納米材料的界面行為和相互作用，為納米材料的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

縱觀納米測量技術(shù)發(fā)展的歷程，它的研究主要向兩個方向發(fā)展：一是在傳統(tǒng)的測量方法基礎(chǔ)上，應(yīng)用先進的測試儀器解決應(yīng)用物理和微細加工中的納米測量問題,分析各種測試技術(shù),提出改進的措施或新的測試方法；二是發(fā)展建立在新概念基礎(chǔ)上的測量技術(shù)，利用微觀物理、量子物理中較新的研究成果,將其應(yīng)用于測量系統(tǒng)中,它將成為未來納米測量的發(fā)展趨向。但納米測量中也存在一些問題限制了它的發(fā)展。建立相應(yīng)的納米測量環(huán)境一直是實現(xiàn)納米測量亟待解決的問題之一，而且在不同的測量方法中需要的納米測量環(huán)境也是不同的。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。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。重慶涂層納米力學(xué)測試廠家

借助納米力學(xué)測試，可以評估材料在微觀尺度下的耐磨性和耐蝕性。重慶涂層納米力學(xué)測試廠家

力—距離曲線測試分為準靜態(tài)模式和動態(tài)模式，實際應(yīng)用中采用較多的是準靜態(tài)模式下的力-距離曲線測試。由力—距離曲線測試可以獲得樣品表面的力學(xué)性能及黏附的信息。利用接觸力學(xué)模型對力—距離曲線進行擬合，可以獲得樣品表面的彈性模量。力—距離曲線測試與納米壓痕相比，可以施加更小的作用力(nN量級)，較好地避免了對生物軟材料的損害，極大地降低了基底對薄膜力學(xué)性能測試的影響。力—距離曲線測試普遍應(yīng)用于聚合物材料和生物材料的納米力學(xué)性能測試，很多研究者利用此方法獲得了細胞的模量信息。力—距離曲線陣列測試可以獲得測試區(qū)域內(nèi)力學(xué)性能的分布，但是分辨率較低，且測試時間較長。另外，力—距離曲線一般只對軟材料才比較有效。圖2 是通過力—距離曲線陣列測試獲得的細胞力學(xué)性能(模量) 的分布。重慶涂層納米力學(xué)測試廠家