應(yīng)用舉例:納米纖維拉伸測試,納米力學(xué)測試單軸拉伸測試是納米纖維定量力學(xué)分析較常見的方法。用Pt-EBID將納米纖維兩端分別固定在FT-S微力傳感探針和樣品架上,拉伸直至斷裂。從應(yīng)力-應(yīng)變曲線計算得到混合納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為375MPa/706Mpa,金納米纖維的平均屈服/極限拉伸強度為451MPa/741Mpa。對單根納米纖維進(jìn)行各種機械性能的定量測試需要通用性極高的儀器。這類設(shè)備必須能進(jìn)行納米機器人制樣和力學(xué)測試。并且由于納米纖維軸向形變(延長)小,高位移分辨率和優(yōu)異的位置穩(wěn)定性(位置漂移小)對于精確一定測量是至關(guān)重要的。在進(jìn)行納米力學(xué)測試時,需要特別注意樣品的制備和處理過程,以避免引入誤差。江西原位納米力學(xué)測試
微納米纖維素,微納米纖維素材料在農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域的普遍應(yīng)用。微納米纖維素水凝膠表現(xiàn)出各向異性的力學(xué)性能和優(yōu)良溶脹性能,可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和機器人等領(lǐng)域。其在納米尺度上表現(xiàn)出良好的形貌特征和優(yōu)異的力學(xué)性能。抗細(xì)菌實驗表明,該復(fù)合超細(xì)水凝膠纖維可有效殺滅陽性和陰性細(xì)菌菌株,同時對正常哺乳動物細(xì) 胞保持友好性。這種超細(xì)水凝膠微纖維可有效解決微生物威脅人類健康的問題。這種靈活的合成核殼復(fù)合超細(xì)水凝膠微纖維方法,具有重要的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景,同時該方法也可應(yīng)用于材料科學(xué)、組織工程和再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。廣州材料科學(xué)納米力學(xué)測試實驗室納米力學(xué)測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,為納米材料的設(shè)計和優(yōu)化提供指導(dǎo)。
中國計量學(xué)院朱若谷、浙江大學(xué)陳本永等提出了一種通過測量雙法布里一boluo干涉儀透射光強基波幅值差或基波等幅值過零時間間隔的方法進(jìn)行納米測量的理論基礎(chǔ),給出了檢測掃描探針振幅變化的新方法。中國科學(xué)院北京電子顯微鏡實驗室成功研制了一臺使用光學(xué)偏轉(zhuǎn)法檢測的原子力顯微鏡,通過對云母、光柵、光盤等樣品的觀測證明該儀器達(dá)到原子分辨率,較大掃描范圍可達(dá)7μm×7μm。浙江大學(xué)卓永模等研制成功雙焦干涉球面微觀輪廓儀,解決了對球形表面微觀輪廓進(jìn)行亞納米級的非接觸精密測量問題,該系統(tǒng)具有0.1nm的縱向分辨率及小于2μm的橫向分辨率。
摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,材料的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)入了微納米尺度,微納米材料憑借其出色的性能被人們普遍應(yīng)用于科研和生產(chǎn)生活的各方各面。與此同時,人們正深入研究探索微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量技術(shù)方法,以滿足微納米材料的飛速發(fā)展和應(yīng)用需求。微納米力學(xué)測量技術(shù)的應(yīng)用背景,隨著材料的研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)入微納米尺度,以往的通過宏觀的力學(xué)測量手段已不適用于測量微納米薄膜和器件的力學(xué)性能參數(shù)的測量。近年來,微納米壓入和劃痕等力學(xué)測量手段隨著微納米材料的發(fā)展和應(yīng)用,在半導(dǎo)體薄膜和器件、功能薄膜、新能源材料、生物材料等領(lǐng)域應(yīng)用愈發(fā)普遍,因此亟待建立基于微納米尺度的材料力學(xué)性能參數(shù)測量的技術(shù)體系。納米力學(xué)測試技術(shù)的發(fā)展為納米材料在能源、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更多可能性。
納米測量技術(shù)是利用改制的掃描隧道顯微鏡進(jìn)行微形貌測量,這個技術(shù)已成功的應(yīng)用于石墨表面和生物樣本的納米級測量。國外于1982年發(fā)明并使其發(fā)明者Binnig和Rohrer(美國)榮獲1986年物理學(xué)諾貝爾獎的掃描隧道顯微鏡(STM)。1986年,Binnig等人利用掃描隧道顯微鏡測量近10-18N的表面力,將掃描隧道顯微鏡與探針式輪廓儀相結(jié)合,發(fā)明了原子力顯微鏡,在空氣中測量,達(dá)到橫向精度3n m和垂直方向0.1n m的分辨率。California大學(xué)S.Alexander等人利用光杠桿實現(xiàn)的原子力顯微鏡初次獲得了原子級分辨率的表面圖像。在納米力學(xué)測試中,常用的儀器包括原子力顯微鏡、納米硬度儀等設(shè)備。納米力學(xué)測試服務(wù)
納米力學(xué)測試可以用于評估納米材料的耐久性和壽命,為產(chǎn)品的設(shè)計和使用提供參考依據(jù)。江西原位納米力學(xué)測試
借助原子力顯微鏡(AFM)的納米力學(xué)測試法,利用原子力顯微鏡探針的納米操縱能力對一維納米材料施加彎曲或拉伸載荷。施加彎曲載荷時,原子力顯微鏡探針作用在一維納米懸臂梁結(jié)構(gòu)高自山端國雙固支結(jié)構(gòu)的中心位置,彎曲撓度和載荷通過原子力顯微鏡探針懸曾梁的位移和懸臂梁的剛度獲取,依據(jù)連續(xù)力學(xué)理論,由試樣的載荷一撓度曲線獲得其彈性模量、強度和韌性等力學(xué)性能參數(shù)。這種方法加載機理簡單,相對拉伸法容易操作,缺點是原子力顯微鏡探針的尺寸與被測納米試樣相比較大,撓度較大時探針的滑動以及試樣中心位置的對準(zhǔn)精度嚴(yán)重影響測試精度3、借助微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的片上納米力學(xué)測試法基于 MEMS 的片上納米力學(xué)測試法采用 MEMS 微加工工藝將微驅(qū)動單元、微傳感單元或試樣集成在同一芯片上,通過微驅(qū)動單元對試樣施加載荷,微位移與微力檢測單元檢測試樣變形與加載力,進(jìn)面獲取試樣的力學(xué)性能。江西原位納米力學(xué)測試