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國內的江西省科學院、清華大學、南昌大學等采用掃描探針顯微鏡系列，如掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等，對高精度納米和亞納米量級的光學超光滑表面的粗糙度和微輪廓進行測量研究。天津大學劉安偉等在量子隧道效應的基礎上，建立了適用于平坦表面的掃描隧道顯微鏡微輪廓測量的數學模型，仿真結果較好地反映了掃描隧道顯微鏡對樣品表面輪廓的測量過程。清華大學李達成等研制成功在線測量超光滑表面粗糙度的激光外差干涉儀，該儀器以穩頻半導體激光器作為光源，共光路設計提高了抗外界環境干擾的能力，其縱向和橫向分辨率分別為0．39nm和0．73μm。李巖等提出了一種基于頻率分裂激光器光強差法的納米測量原理。納米力學測試可以解決納米材...

隨著科學技術的發展，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性質，與傳統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性質，科學家們不斷開發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性質測試方法，研究人員可以根據具體需求選擇適合的方法來進行材料力學性質的測試與研究。納米尺度下力學性質的研究對于深入了解材料的力學行為、提高材料性能以及開發新材料具有重要意義。希望本文所分享的方法能夠對相關研究和應用提供一定的指導和幫助。在納米尺度上，材料的力學性質往往與其宏觀尺度下的性質有明顯不同，因此納米力學測試具有重要意義。湖南金屬納米力學測試廠家...

納米壓痕獲得的材料信息也比較豐富，既可以通過靜態力學性能測試獲得材料的硬度、彈性模量、斷裂韌性、相變(疇變) 等信息，也可以通過動態力學性能測試獲得被測樣品的存儲模量、損耗模量或損耗因子等。另外，動態納米壓痕技術還可以實現對材料微納米尺度存儲模量和損耗模量的模量成像(modulus mapping)。圖1 是美國Hysitron 公司生產的TI-900 Triboindenter 納米壓痕儀的實物圖。納米壓痕作為一種較通用的微納米力學測試方法，目前仍然有不少研究者致力于對其方法本身的改進和發展。解決方案之一：采用新型納米材料，提高力學性能，拓寬應用范圍。江西工業納米力學測試廠家直銷微納米材料力...

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，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...

Berkovich壓頭是納米壓痕硬度計中較常用的。它可以加工得很尖，而且幾何形狀在很小尺度內保持自相似，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。優點包括：易獲得好的加工質量，很小載荷就能產生塑性，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，就會在接觸區內產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生很小的規則...

一般力學原理包括：。能量和動量守恒原理；。哈密頓變分原理；。對稱原理。由于研究的物體小，納米力學也要考慮：。當物體尺寸和原子距離可比時，物體的離散性；。物體內自由度的多樣性和有限性。。熱脹落的重要性；。熵效應的重要性；。量子效應的重要性。這些原理可提供對納米物體新異性質深入了解。新異性質是指這種性質在類似的宏觀物體沒有或者很不相同。特別是，當物體變小，會出現各種表面效應，它由納米結構較高的表面與體積比所決定。這些效應影晌納米結構的機械能和熱學性質（熔點，熱容等）例如，由于離散性，固體內機械波要分散，在小區域內，彈性力學的解有特別的行為。自由度大引起熱脹落是納米顆粒通過潛在勢壘產生熱隧道及液體和...

與傳統硬度計算不同的是，A 值不是由壓痕照片得到，而是根據 “接觸深度” hc(nm) 計算得到的。具體關系式需通過試驗來確定，根據壓頭形狀的不同，一般采用多項式擬合的方法，比如針對三角錐形壓頭，其擬合結果為：A = 24.5 + 793hc + 4238+ 332+ 0.059+0.069+ 8.68+ 35.4+ 36. 9式中 “接觸深度”hc由下式計算得出：hc = h - ε P max/S，式中，ε是與壓頭形狀有關的常數，對于球形或三角錐形壓頭可以取ε = 0.75。而S的值可以通過對載荷-位移曲線的卸載部分進行擬合，再對擬合函數求導得出，即，式中Q 為擬合函數。這樣通過試驗得到載...

用戶可設計自定義的測試程序和測試模式：①FT-NTP納米力學測試平臺,是一個5軸納米機器人系統,能夠在絕大部分全尺寸的SEM中對微納米結構進行精確的納米力學測試。②FT-nMSC模塊化系統控制器,其連接納米力學測試平臺,同步采集力和位移數據。其較大特點是該控制器提供硬。件級別的傳感器保護模式,防止微力傳感探針和微鑷子的力學過載。③FT-nHCM手動控制模塊,其配置的兩個操控桿方便手動控制納米力學測試平臺。④帶接線口的SEM法蘭,實現模塊化系統控制器和納米力學測試平臺的通訊。納米力學測試需要使用專屬的納米力學測試儀器，如納米壓痕儀和納米拉伸儀等。四川微納米力學測試當前納米力學主要應用的測試手段是...

借助原子力顯微鏡(AFM)的納米力學測試法，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構高自山端國雙固支結構的中心位置,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，依據連續力學理論，由試樣的載荷一撓度曲線獲得其彈性模量、強度和韌性等力學性能參數。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精度嚴重影響測試精度3、借助微機電系統(MEMS)技術的片上納米力學測試法基于 MEMS 的片上納米力學測試法采用 ...

納米云紋法，云紋法是在20世紀60年代興起的物體表面全場變形的測量技術。從上世紀80年代以來,高頻率光柵制作技術已經日趨成熟。目前高精度云紋干涉法通常使用的高密度光柵頻率已達到600~2400線mm,其測量位移靈敏度比傳統的云紋法高出幾十倍甚至上百倍。近年來云紋法的研究熱點已進入微納尺度的變形測量，并出現與各種高分辨率電鏡技術、掃描探針顯微技術相結合的趨勢。顯微幾何云紋法，在光學顯微鏡下通過調整放大倍數將柵線放大到頻率小于40線/mm，然后利用分辨率高的感光膠片分別記錄變形前后的柵線，兩種柵線干涉后即可獲得材料表面納米級變形的云紋。納米力學測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學行為，從而指導納...

將近場聲學和掃描探針顯微術相結合的掃描探針聲學顯微術是近些年來發展的納米力學測試方法。掃描探針聲學顯微術有多種應用模式，如超聲力顯微術(ultrasonic force microscopy，UFM)、原子力聲學顯微術(atomic force acoustic microscopy，AFAM)、超聲原子力顯微術(ultrasonic atomic force microscopy，UAFM)，掃描聲學力顯微術(scanning acoustic force microscopy，SAFM)等。在以上幾種應用模式中，以基于接觸共振檢測的AFAM 和UAFM 這兩種方法應用較為普遍，有時也將它們...

FT-NMT03納米力學測試系統可以配合SEM/FIB原位精確直接地測量納米纖維的力學特性。微力傳感器加載微力，納米力學測試結合高分辨位置編碼器可以對納米纖維進行拉伸、循環、蠕變、斷裂等形變測試。力-形變（應力-應變）曲線可以定量的表征納米纖維的材料特性。此外，納米力學測試結合樣品架電連接，可以定量表征電-機械性質。位置穩定性，納米力學測試對于納米纖維的精確拉伸測試，納米力學測試系統的位移是測試不穩定性的主要來源。圖2展示了FT-NMT03納米力學測試系統位移的統計學評價，從中可以找到每一個測試間隔內位移導致的不確定性，例如100s內為450pm，意思是65%（或95%）的概率，納米力學測試系...

納米壓痕技術，納米壓痕技術是一種直接測量材料硬度和彈性模量的方法。該方法通過在納米尺度下施加一個小的壓痕負荷，通過測量壓痕的深度和形狀來推算材料的力學性質。納米壓痕技術一般使用壓痕儀進行測試。在進行納米壓痕測試時，樣品通常需要進行前處理，例如制備平整的表面或進行退火處理。測試過程中，將頂端負載在材料表面上，并控制負載的大小和施加時間。然后，通過測量壓痕的深度和直徑來計算材料的硬度和彈性模量。納米壓痕技術普遍應用于納米硬度測試、薄膜力學性質研究等領域。納米力學測試技術的發展離不開多學科交叉融合和創新研究團隊的共同努力。廣州表面微納米力學測試參考價主要的微納米力學測量技術：1、微納米壓痕測試技術，...

納米壓痕獲得的材料信息也比較豐富，既可以通過靜態力學性能測試獲得材料的硬度、彈性模量、斷裂韌性、相變(疇變) 等信息，也可以通過動態力學性能測試獲得被測樣品的存儲模量、損耗模量或損耗因子等。另外，動態納米壓痕技術還可以實現對材料微納米尺度存儲模量和損耗模量的模量成像(modulus mapping)。圖1 是美國Hysitron 公司生產的TI-900 Triboindenter 納米壓痕儀的實物圖。納米壓痕作為一種較通用的微納米力學測試方法，目前仍然有不少研究者致力于對其方法本身的改進和發展。納米力學測試可以幫助研究人員了解納米材料的力學行為，從而指導納米材料的設計和應用。四川核工業納米力學...

原位納米機械性能試驗技術，原位納米機械性能試驗技術是一種應用超分辨顯微學、納米壓痕技術等手段，通過獨特的力學測試方法對納米尺度下的材料機械性質進行測試的方法。相比于傳統的拉伸、壓縮等方法，原位納米機械性能試驗技術具有更高的精度和更豐富的信息，可以為納米材料的研究提供更加詳細的數據支持。隨著納米尺度下功能性材料的不斷涌現，納米力學測試將成為實現其合理設計的重要手段之一。原位納米力學測量技術在納米材料力學測試領域具有廣闊的應用前景，它不只可以為納米尺度下材料力學行為的實驗研究提供詳細的數據支撐，而且還可以為新材料的設計和開發提供指導。納米力學測試可用于研究納米顆粒在膠體、液態等介質中的相互作用行為...

FT-NMT03納米力學測試系統可以配合SEM/FIB原位精確直接地測量納米纖維的力學特性。微力傳感器加載微力，納米力學測試結合高分辨位置編碼器可以對納米纖維進行拉伸、循環、蠕變、斷裂等形變測試。力-形變（應力-應變）曲線可以定量的表征納米纖維的材料特性。此外，納米力學測試結合樣品架電連接，可以定量表征電-機械性質。位置穩定性，納米力學測試對于納米纖維的精確拉伸測試，納米力學測試系統的位移是測試不穩定性的主要來源。圖2展示了FT-NMT03納米力學測試系統位移的統計學評價，從中可以找到每一個測試間隔內位移導致的不確定性，例如100s內為450pm，意思是65%（或95%）的概率，納米力學測試系...

納米云紋法，云紋法是在20世紀60年代興起的物體表面全場變形的測量技術。從上世紀80年代以來,高頻率光柵制作技術已經日趨成熟。目前高精度云紋干涉法通常使用的高密度光柵頻率已達到600~2400線mm,其測量位移靈敏度比傳統的云紋法高出幾十倍甚至上百倍。近年來云紋法的研究熱點已進入微納尺度的變形測量，并出現與各種高分辨率電鏡技術、掃描探針顯微技術相結合的趨勢。顯微幾何云紋法，在光學顯微鏡下通過調整放大倍數將柵線放大到頻率小于40線/mm，然后利用分辨率高的感光膠片分別記錄變形前后的柵線，兩種柵線干涉后即可獲得材料表面納米級變形的云紋。納米力學測試在生物醫學領域的應用，有助于揭示生物分子和細胞結構...

2005 年，中國科學院上海硅酸鹽研究所的曾華榮研究員在國內率先單獨開發出定頻成像模式的AFAM，但不能測量模量。隨后，同濟大學、北京工業大學等單位也對這種成像模式進行了研究。2011 年初，我們研究組將雙頻共振追蹤技術用于AFAM，實現了快速的納米模量成像(一幅256×256 像素的圖像只需1~2min)，并對其準確度和靈敏度進行了系統研究。較近幾年，AFAM 引起了越來越多國內外學者的關注。然而，相對于其他AFM 模式，AFAM 的測量原理涉及梁振動力學和接觸力學，初學者不容易掌握。納米力學測試可以幫助研究人員了解納米材料的疲勞行為，從而改進納米材料的設計和制備工藝。廣東高校納米力學測試廠...

原位納米機械性能試驗技術，原位納米機械性能試驗技術是一種應用超分辨顯微學、納米壓痕技術等手段，通過獨特的力學測試方法對納米尺度下的材料機械性質進行測試的方法。相比于傳統的拉伸、壓縮等方法，原位納米機械性能試驗技術具有更高的精度和更豐富的信息，可以為納米材料的研究提供更加詳細的數據支持。隨著納米尺度下功能性材料的不斷涌現，納米力學測試將成為實現其合理設計的重要手段之一。原位納米力學測量技術在納米材料力學測試領域具有廣闊的應用前景，它不只可以為納米尺度下材料力學行為的實驗研究提供詳細的數據支撐，而且還可以為新材料的設計和開發提供指導。納米力學測試助力新能源材料研發，提高能量轉換效率。福建科研院納米...

較大壓痕深度1.5 μ m時的試驗結果，其中納米硬度平均值為0.46GPa，而用傳統硬度計算方法得到的硬度平均值為0.580GPa，這說明傳統硬度計算方法在微納米硬度測量時誤差較大，其原因就是在微納米硬度測量時，材料變形的彈性恢復造成殘余壓痕面積較小，傳統方法使得計算結果產生了偏差，不能正確反映材料的硬度值。圖片通過對不同載荷下的納米硬度測量值進行比較發現，單晶鋁的納米硬度值并不是恒定的， 而是在一定范圍內隨著載荷（壓頭位移）的降低而逐漸增大，也就是存在壓痕尺寸效應現象。圖3反映了納米硬度隨壓痕深度的變化。較大壓痕深度1μm時單晶鋁彈性模量與壓痕深度的關系。此外，納米硬度儀還可以輸出接觸剛、實...

納米壓痕儀簡介，近年來，國內外研究人員以納米壓痕技術為基礎，開發出多種納米壓痕儀，并實現了商品化，為材料的納米力學性能檢測提供了高效、便捷的手段。圖片納米壓痕儀主要用于微納米尺度薄膜材料的硬度與楊氏模量測試，測試結果通過力與壓入深度的曲線計算得出，無需通過顯微鏡觀察壓痕面積。納米壓痕儀的基本組成可以分為控制系統、 移動線圈系統、加載系統及壓頭等幾個部分。壓頭一般使用金剛石壓頭，分為三角錐或四棱錐等類型。試驗時，首先輸入初始參數，之后的檢測過程則完全由微機自動控制，通過改變移動線圈系統中的電流，可以操縱加載系統和壓頭的動作，壓頭壓入載荷的測量和控制通過應變儀來完成，同時應變儀還將信號反饋到移動線...

經過三十年的發展，目前科學家在AFM 基礎上實現了多種測量和表征材料不同性能的應用模式。利用原子力顯微鏡，人們實現了對化學反應前后化學鍵變化的成像，研究了化學鍵的角對稱性質以及分子的側向剛度。Ternes 等測量了在材料表面移動單個原子所需要施加的作用力。各種不同的應用模式可以獲得被測樣品表面納米尺度力、熱、聲、電、磁等各個方面的性能。基于AFM 的定量化納米力學測試方法主要有力—距離曲線測試、掃描探針聲學顯微術和基于輕敲模式的動態多頻技術。納米壓痕技術作為一種常見測試方法，可實時監測材料在微觀層面的力學性能。四川高校納米力學測試納米壓痕試驗舉例，試驗材料取單晶鋁，試驗在美國 MTS 公司生產...

日本：S．Yoshida主持的Yoshida納米機械項目主要進行以下二個方面的研究：⑴．利用改制的掃描隧道顯微鏡進行微形貌測量，已成功的應用于石墨表面和生物樣本的納米級測量；⑵．利用激光干涉儀測距，在激光干涉儀中其開發的雙波長法限制了空氣湍流造成的誤差影響；其實驗裝置具有1n m的測量控制精度。日本國家計量研究所（NRLM）研制了一套由穩頻塞曼激光光源、四光束偏振邁克爾干涉儀和數據分析電子系統組成的新型干涉儀，該所精密測量已涉及一些基本常數的決定這一類的研究，如硅晶格間距、磁通量等，其掃描微動系統主要采用基于柔性鉸鏈機構的微動工作臺。在醫學領域，納米力學測試可用于研究細胞和組織的力學性質。半導...

原子力顯微鏡(AFM)，原子力顯微鏡(AtomicForce Microscopy，簡稱AFM)是一種常用的納米級力學性質測試方法。它通過在納米尺度下測量材料表面的力與距離之間的關系，來獲得材料的力學性質信息。AFM的基本工作原理是利用一個具有納米的探針對樣品表面進行掃描，并測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性質參數，如納米硬度、彈性模量和塑性變形等信息。此外，AFM還可以進行納米級別的形貌表征，使得研究人員可以直觀地觀察到材料的表面形貌和結構。納米力學測試在生物醫學領域，助力研究細胞力學行為，揭示疾病發生機制。江西電線電纜納米力學測試方法納米拉曼光譜法，納米拉曼光譜...

微納米材料研究中用到的一些現代測試技術：電子顯微法，電子顯微技術是以電子顯微鏡為研究手段來分析材料的一種技術。電子顯微鏡擁有高于光學顯微鏡的分辨率，可以放大幾十倍到幾十萬倍的范圍，在實驗研究中具有不可替代的意義，推動了眾多領域研究的進程。電子顯微技術的光源為電子束，通過磁場聚焦成像或者靜電場的分析技術才達成高分辨率的效果、利用電子顯微鏡可以得到聚焦清晰的圖像， 有利于研究人員對于實驗結果進行觀察分析。納米力學測試在生物醫學領域，助力研究細胞力學行為，揭示疾病發生機制。河北化工納米力學測試隨著精密、 超精密加工技術的發展，材料在納米尺度下的力學特性引起了人們的極大關注研究。而傳統的硬度測量方法只...

用戶可設計自定義的測試程序和測試模式：①FT-NTP納米力學測試平臺,是一個5軸納米機器人系統,能夠在絕大部分全尺寸的SEM中對微納米結構進行精確的納米力學測試。②FT-nMSC模塊化系統控制器,其連接納米力學測試平臺,同步采集力和位移數據。其較大特點是該控制器提供硬。件級別的傳感器保護模式,防止微力傳感探針和微鑷子的力學過載。③FT-nHCM手動控制模塊,其配置的兩個操控桿方便手動控制納米力學測試平臺。④帶接線口的SEM法蘭,實現模塊化系統控制器和納米力學測試平臺的通訊。納米力學測試旨在探究微觀尺度下材料的力學性能，為科研和工業領域提供有力支持。四川汽車納米力學測試服務原位納米機械性能試驗技...

對納米元器件的電測量——電壓、電阻和電流——都帶來了一些特有的困難，而且本身容易產生誤差。研發涉及量子水平上的材料與元器件，這也給人們的電學測量工作帶來了種種限制。在任何測量中，靈敏度的理論極限是由電路中的電阻所產生的噪聲來決定的。電壓噪聲[1]與電阻的方根、帶寬和一定溫度成正比。高的源電阻限制了電壓測量的理論靈敏度[2]。雖然完全可能在源電阻抗為1W的情況下對1mV的信號進行測量，但在一個太歐姆的信號源上測量同樣的1mV的信號是現實的。納米力學測試的發展促進了納米材料及其應用領域的快速發展和創新。遼寧微電子納米力學測試納米拉曼光譜法，納米拉曼光譜法是一種非常有用的測試方法，可以用來研究材料的...

將近場聲學和掃描探針顯微術相結合的掃描探針聲學顯微術是近些年來發展的納米力學測試方法。掃描探針聲學顯微術有多種應用模式，如超聲力顯微術(ultrasonic force microscopy，UFM)、原子力聲學顯微術(atomic force acoustic microscopy，AFAM)、超聲原子力顯微術(ultrasonic atomic force microscopy，UAFM)，掃描聲學力顯微術(scanning acoustic force microscopy，SAFM)等。在以上幾種應用模式中，以基于接觸共振檢測的AFAM 和UAFM 這兩種方法應用較為普遍，有時也將它們...

隨著精密、 超精密加工技術的發展，材料在納米尺度下的力學特性引起了人們的極大關注研究。而傳統的硬度測量方法只適于宏觀條件下的研究和應用，無法用于測量壓痕深度為納米級或亞微米級的硬度( 即所謂納米硬度，nano- hardness) 。近年來，測量納米硬度一般采用新興的納米壓痕技術 (nano-indentation)，由于采用納米壓痕技術可以在極小的尺寸范圍內測試材料的力學性能，除了塑性性質外，還可反映材料的彈性性質，因此得到了越來越普遍的應用。納米力學測試還可以揭示納米材料的表面特性和表面反應動力學。河南納米力學測試供應商有限元數值分析方面，Hurley 等分別基于解析模型和有限元模型兩種數...

納米纖維已經展現出各種有趣的特性，除了高比表面積-體積比，納米纖維相比于塊狀材料，沿主軸方向有更突出的力學特性。因此納米纖維在復合材料、纖維、支架（組織工程學）、藥物輸送、創傷敷料或紡織業等領域是一種非常有應用前景的材料。納米纖維機械性能（剛度、彈性變形范圍、極限強度、韌性）的定量表征對理解其在目標應用中的性能非常重要，而測量這些參數需要高度專業畫的儀器，必須具備以下功能：以亞納米的分辨率測量非常小的變形；在測量的時間量程（例如100 s）內在納米級的位移下保持高度穩定的測量系統；以亞納米分辨率測量微小力；處理（撿取-放置）納米纖維并將其放置在機械測試儀器上。在醫學領域，納米力學測試可用于研究...