Berkovich壓頭是納米壓痕硬度計中較常用的。它可以加工得很尖,而且?guī)缀涡螤钤诤苄〕叨葍缺3肿韵嗨?,適合于小尺度的壓痕實驗。目前,該類壓頭的加工水平:端部半徑50nm,典型值約40nm,中心線和面的夾角精度為J=0.025°。在納米壓痕硬度測量中,Berkovich壓頭是一種理想的壓頭。優(yōu)點包括:易獲得好的加工質量,很小載荷就能產(chǎn)生塑性,能減小摩擦的影響。Cube-corner壓頭因其三個面相互垂直,像立方體的一個角,故取此名稱。壓頭越尖,就會在接觸區(qū)內產(chǎn)生理想的應力和應變。目前,該種壓頭主要用于斷裂韌性(fracture toughness)的研究。它能在脆性材料的壓痕周圍產(chǎn)生很小的規(guī)則裂紋,這樣的裂紋能在相當小的范圍內用來估計斷裂韌性。錐形壓頭圓錐具有尖的自相似幾何形狀,從模型角度常利用它的軸對稱特性,納米壓痕硬度的許多模型均基于圓錐壓痕。由于難以加工出尖的圓錐金剛石壓頭,它在小尺度實驗中很少使用。隨著納米技術的不斷發(fā)展,納米力學測試技術也在不斷更新?lián)Q代,以適應更高精度的測試需求。廣東涂層納米力學測試儀
納米力學測試儀,納米力學測試儀是用于測量納米尺度下材料力學性質的專屬設備。納米力學測試儀可以進行納米級別的壓痕測試、拉伸測試和扭曲測試等。它通常配備有納米壓痕儀、納米拉曼光譜儀等附件,可以實現(xiàn)多種力學性質的測試。納米力學測試儀的使用需要在納米級別下進行精細調節(jié),并確保測試精度和重復性。它普遍應用于納米材料的強度研究、納米薄膜的力學性質測試及納米器件的力學性能等方面。綜上所述,納米尺度下材料力學性質的測試方法多種多樣,每種方法都有其獨特的優(yōu)勢和適用范圍。河南納米力學測試系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術,優(yōu)化納米力學測試結果分析,提升研究效率。
用透射電鏡可評估微納米粒子的平均直徑或粒徑分布。該方法是一種顆粒度觀察測定的一定方法,因而具有可靠性和直觀性,在微納米材料表征中普遍采用。原子力顯微鏡的英文名為縮寫為AFM。AFM具有著自己獨特的優(yōu)勢。AFM對于樣品的要求較低,AFM的應用范圍也較為寬廣。在進行納米材料研究中,AFM能夠分析納米材料的表面形貌,AFM 可以同其他設備如相結合進行微納米粒子的研究。實驗需要進行觀察、測量、記錄、分析等多項步驟,電子顯微技術的作用可以貫穿整個實驗過程,所以電子顯微鏡的重要性不言而喻。
納米壓痕法:納米壓痕硬度法是一類測量材料表面力學性能 的先進技術。其原理是在加載過程中 試樣表面在壓頭作用下首先發(fā)生彈性變形,隨著載荷的增加試樣開始發(fā)生塑性變形,加載曲線呈非線性,卸載曲線反映被測物體的彈性恢復過程。通過分析加卸載曲線可以得到材料的硬度和彈性模量等參量。納米壓痕法不只可以測量材料的硬度和彈性模量,還可以根據(jù)壓頭壓縮過程中脆性材料產(chǎn)生的裂紋估算材料的斷裂韌性,根據(jù)材料的位移壓力曲線與時間的相關性獲悉材料的蠕變特性。除此之外,納米壓痕法還用于納米膜厚度、微結構,如微梁的剛度與撓度等的測量。測試內容豐富多樣,包括硬度、彈性模量、摩擦系數(shù)等,助力材料研究。
納米硬度計主要由移動線圈、加載單元、金剛石壓頭和控制單元4部分組成。壓頭及其所在軸的運動由移動線圈控制,改變線圈電流的大小即可實現(xiàn)壓頭的軸向位移,帶動壓頭垂直壓向試件表面,在試件表面產(chǎn)生壓力。移動線圈設計的關鍵在于既要滿足較大量程的需要,還必須有很高的分辨率,以實現(xiàn)納米級的位移和精確測量。壓頭載荷的測量和控制是通過應變儀來實現(xiàn)的。應變儀發(fā)出的信號再反饋到移動線圈上.如此可進行閉環(huán)控制,以實現(xiàn)限定載荷和壓深痕實驗。整個壓入過程完全由微機自動控制進行。可在線測量位移與相應的載荷,并建立兩者之間的關系壓頭大多為金剛石壓頭,常用的壓頭有Berkovich壓頭、Cube Corner壓頭和Conical壓頭。在進行納米力學測試時,需要特別注意樣品的制備和處理過程,以避免引入誤差。河南納米力學測試系統(tǒng)
納米力學測試旨在探究微觀尺度下材料的力學性能,為科研和工業(yè)領域提供有力支持。廣東涂層納米力學測試儀
AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進行測試,基于對探針的動力學特性以及針尖樣品之間的接觸力學行為分析,可以通過對探針接觸共振頻率、品質因子、振幅、相位等響應信息的測量,實現(xiàn)被測樣品力學性能的定量化表征。AFAM 不只可以獲得樣品表面納米尺度的形貌特征,還可以測量樣品表面或亞表面的納米力學特性。AFAM 屬于近場聲學成像技術,它克服了傳統(tǒng)聲學成像中聲波半波長對成像分辨率的限制,其分辨率取決于探針針尖與測試樣品之間的接觸半徑大小。AFM 探針的針尖半徑很小(5~50 nm),且施加在樣品上的作用力也很小(一般為幾納牛到幾微牛),因此AFAM 的空間分辨率極高,其橫向分辨率與普通AFM 一樣可以達到納米量級。與納米壓痕技術相比,AFAM 在分辨率方面具有明顯的優(yōu)勢,通常認為其測試過程是無損的。此外,AFAM 在成像質量和速度方面均明顯優(yōu)于納米壓痕。目前,AFAM 已經(jīng)普遍應用于納米復合材料、智能材料、生物材料、納米材料和薄膜系統(tǒng)等各種先進材料領域。廣東涂層納米力學測試儀