納米硬度計(jì)主要由移動(dòng)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(yùn)動(dòng)由移動(dòng)線圈控制,改變線圈電流的大小即可實(shí)現(xiàn)壓頭的軸向位移,帶動(dòng)壓頭垂直壓向試件表面,在試件表面產(chǎn)生壓力。移動(dòng)線圈設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于既要滿(mǎn)足較大量程的需要,還必須有很高的分辨率,以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的位移和精確測(cè)量。壓頭載荷的測(cè)量和控制是通過(guò)應(yīng)變儀來(lái)實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)變儀發(fā)出的信號(hào)再反饋到移動(dòng)線圈上.如此可進(jìn)行閉環(huán)控制,以實(shí)現(xiàn)限定載荷和壓深痕實(shí)驗(yàn)。整個(gè)壓入過(guò)程完全由微機(jī)自動(dòng)控制進(jìn)行??稍诰€測(cè)量位移與相應(yīng)的載荷,并建立兩者之間的關(guān)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。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),優(yōu)化納米力學(xué)測(cè)試結(jié)果分析,提升研究效率。海南涂層納米力學(xué)測(cè)試儀
隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)薄膜、納米材料的力學(xué)性質(zhì)的測(cè)量成為了一個(gè)重要的課題,然而由于尺寸的限制,傳統(tǒng)的拉伸試驗(yàn)等力學(xué)測(cè)試方法很難在納米尺度下得到準(zhǔn)確的結(jié)果。而原位納米力學(xué)測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn),為解決納米尺度下材料力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試問(wèn)題提供了新的思路和手段。原位納米壓痕技術(shù),原位納米壓痕技術(shù)是一種應(yīng)用比較普遍的力學(xué)測(cè)試方法,其基本原理是用尖頭壓在待測(cè)材料表面,通過(guò)測(cè)量壓頭的形變等參數(shù)來(lái)推算出待測(cè)材料的力學(xué)性質(zhì)。由于其具有樣品尺寸、壓頭設(shè)計(jì)等方面的優(yōu)點(diǎn),原位納米壓痕技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用于納米材料力學(xué)測(cè)試領(lǐng)域。海南涂層納米力學(xué)測(cè)試儀納米力學(xué)測(cè)試可以解決納米材料在高溫、低溫和高壓等極端環(huán)境下的力學(xué)問(wèn)題,提高納米材料的穩(wěn)定性和可靠性。
英國(guó):國(guó)家物理研究所對(duì)各種納米測(cè)量?jī)x器與被測(cè)對(duì)象之間的幾何與物理間的相互作用進(jìn)行了詳盡的研究,繪制了各種納米測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍的理論框架,其研制的微形貌納米測(cè)量?jī)x器測(cè)量范圍是0.01n m~3n m和0.3n m~100n m。Warwick大學(xué)的Chetwynd博士利用X光干涉儀對(duì)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)用的波長(zhǎng)進(jìn)行細(xì)分研究,他利用薄硅片分解和重組X光光束來(lái)分析干涉圖形,從干涉儀中提取的干涉條紋與硅晶格有相等的間距,該間距接近0.2nm,他依此作為校正精密位移傳感器的一種亞納米尺度。Queensgate儀器公司設(shè)計(jì)了一套納米定位裝置,它通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)元件和電容位置傳感器相結(jié)合的控制裝置達(dá)到納米級(jí)的分辨率和定位精度。
原子力顯微鏡(AFM),原子力顯微鏡(AtomicForce Microscopy,簡(jiǎn)稱(chēng)AFM)是一種常用的納米級(jí)力學(xué)性質(zhì)測(cè)試方法。它通過(guò)在納米尺度下測(cè)量材料表面的力與距離之間的關(guān)系,來(lái)獲得材料的力學(xué)性質(zhì)信息。AFM的基本工作原理是利用一個(gè)具有納米的探針對(duì)樣品表面進(jìn)行掃描,并測(cè)量在探針與樣品之間的力的變化。使用AFM可以獲得材料的力學(xué)性質(zhì)參數(shù),如納米硬度、彈性模量和塑性變形等信息。此外,AFM還可以進(jìn)行納米級(jí)別的形貌表征,使得研究人員可以直觀地觀察到材料的表面形貌和結(jié)構(gòu)。通過(guò)納米力學(xué)測(cè)試,可以?xún)?yōu)化材料的加工工藝,提高產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。
主要的微納米力學(xué)測(cè)量技術(shù):1、微納米壓痕測(cè)試技術(shù),1.1壓入測(cè)試技術(shù),壓人測(cè)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(jì)初的定量硬度測(cè)試方法。傳統(tǒng)的壓人測(cè)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(guò)測(cè)量殘余壓痕的尺寸計(jì)算相關(guān)的硬度指數(shù)。但壓入測(cè)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(gè)基本的參量。1.2 微納米壓痕測(cè)試,近年來(lái)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(kāi)展微納米壓痕測(cè)試已被普遍用作評(píng)價(jià)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(gè)基本的參量。納米力學(xué)測(cè)試通常在真空或者液體環(huán)境下進(jìn)行,以保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。國(guó)產(chǎn)納米力學(xué)測(cè)試收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)
納米力學(xué)測(cè)試設(shè)備的精度和靈敏度對(duì)于獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果至關(guān)重要。海南涂層納米力學(xué)測(cè)試儀
納米壓痕技術(shù),納米壓痕技術(shù)是一種直接測(cè)量材料硬度和彈性模量的方法。該方法通過(guò)在納米尺度下施加一個(gè)小的壓痕負(fù)荷,通過(guò)測(cè)量壓痕的深度和形狀來(lái)推算材料的力學(xué)性質(zhì)。納米壓痕技術(shù)一般使用壓痕儀進(jìn)行測(cè)試。在進(jìn)行納米壓痕測(cè)試時(shí),樣品通常需要進(jìn)行前處理,例如制備平整的表面或進(jìn)行退火處理。測(cè)試過(guò)程中,將頂端負(fù)載在材料表面上,并控制負(fù)載的大小和施加時(shí)間。然后,通過(guò)測(cè)量壓痕的深度和直徑來(lái)計(jì)算材料的硬度和彈性模量。納米壓痕技術(shù)普遍應(yīng)用于納米硬度測(cè)試、薄膜力學(xué)性質(zhì)研究等領(lǐng)域。海南涂層納米力學(xué)測(cè)試儀