湖南微電子納米力學(xué)測試服務(wù)

金屬玻璃納米線的熱機(jī)械蠕變測試，金屬玻璃由于其獨(dú)特的力學(xué)性能，如高彈性極限和高斷裂韌性，而受到越來越多的關(guān)注。而且，其寬的過冷液態(tài)區(qū)間開啟了超塑成形的材料加工工藝。因此定量研究金屬玻璃的熱機(jī)械行為是至關(guān)重要的。右圖顯示了針對(duì)金屬玻璃超塑性性能的研究。金屬玻璃納米線通過Pt基電子束沉積方法固定在FT-S微力傳感探針和樣品臺(tái)之間。在進(jìn)行蠕變測試時(shí)（施加固定拉伸力來測量樣品的形變量），納米力學(xué)測試采用對(duì)納米線通電加熱來控制納米線溫度。這樣可測試納米線在不同溫度下的熱機(jī)械蠕變性能。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，納米力學(xué)測試可用于研究細(xì)胞和組織的力學(xué)性質(zhì)。湖南微電子納米力學(xué)測試服務(wù)

納米力學(xué)性能測試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對(duì)微納米材料和結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行原位、直接而準(zhǔn)確測量的納米機(jī)器人系統(tǒng)。測試原理是通過微力傳感探針對(duì)微納結(jié)構(gòu)施加可控的力,同時(shí)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(shí)現(xiàn)拉伸、壓縮、斷裂、疲勞和蠕變等各種力學(xué)測試。同時(shí),其配備的導(dǎo)電樣品測試平臺(tái)可以對(duì)微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行同步測試。江西電線電纜納米力學(xué)測試模塊在納米力學(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。

納米壓痕試驗(yàn)舉例，試驗(yàn)材料取單晶鋁，試驗(yàn)在美國 MTS 公司生產(chǎn)的 Nano Indenter XP 型納米硬度儀以及美國 Digital Instruments 公司生產(chǎn)的原子力顯微鏡 (AFM) 上進(jìn)行。首先將試樣放到納米硬度儀上進(jìn)行壓痕試驗(yàn)，根據(jù)設(shè)置的較大載荷或者壓痕深度的不同，試驗(yàn)時(shí)間從數(shù)十分鐘到若干小時(shí)不等，中間過程不需人工干預(yù)。試驗(yàn)結(jié)束后，納米壓痕儀自動(dòng)計(jì)算出試樣的納米硬度值和相關(guān)重要性能指標(biāo)。本試驗(yàn)中對(duì)單晶鋁(110) 面進(jìn)行檢測，設(shè)置壓痕深度為1.5 μ m，共測量三點(diǎn)，較終結(jié)果取三點(diǎn)的平均值。

微納米材料研究中用到的一些現(xiàn)代測試技術(shù)：電子顯微法，電子顯微技術(shù)是以電子顯微鏡為研究手段來分析材料的一種技術(shù)。電子顯微鏡擁有高于光學(xué)顯微鏡的分辨率，可以放大幾十倍到幾十萬倍的范圍，在實(shí)驗(yàn)研究中具有不可替代的意義，推動(dòng)了眾多領(lǐng)域研究的進(jìn)程。電子顯微技術(shù)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(shù)才達(dá)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(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察分析。借助納米力學(xué)測試，可以評(píng)估材料在微觀尺度下的耐磨性和耐蝕性。

除了采用彎曲振動(dòng)模式進(jìn)行測量外，Reinstadtler 等給出了探針扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模式測量側(cè)向接觸剛度的理論基礎(chǔ)。通過同時(shí)測量探針微懸臂的彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，Hurley 和Turner提出了一種同時(shí)測量各向同性材料楊氏模量、剪切模量和泊松比的方法。Killgore 等提出了利用軟探針的高階模態(tài)進(jìn)行AFAM 定量化測試的方法，可以使探針施加在樣品上的力減小到10 nN，極大地?cái)U(kuò)展了這一方法的應(yīng)用范圍。Killgore 和Hurley提出了一種新的脈沖接觸共振的方法，將接觸共振與脈沖力模式相結(jié)合，不只能測量探針的接觸共振頻率和品質(zhì)因子，還可以測量針尖樣品之間黏附力的大小。利用納米力學(xué)測試，研究人員可揭示材料內(nèi)部缺陷、應(yīng)力分布等關(guān)鍵信息。湖南微電子納米力學(xué)測試服務(wù)

納米力學(xué)測試還可以用于研究納米結(jié)構(gòu)材料的斷裂行為和變形機(jī)制。湖南微電子納米力學(xué)測試服務(wù)

納米科學(xué)與技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來的一門前沿和交叉學(xué)科，納米力學(xué)作為其中的一個(gè)分支，對(duì)其他分支學(xué)科如納米材料學(xué)、物理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等都有著重要的支撐作用。下面簡要介紹一下目前應(yīng)用較普遍的兩類微納米力學(xué)測試方法：納米壓痕方法和基于原子力顯微鏡的納米力學(xué)測試方法。納米壓痕是20 世紀(jì)90 年代初期快速發(fā)展起來的一種微納米力學(xué)測試方法，是研究微納米尺度材料力學(xué)性能的重要方法之一，在科研和工業(yè)領(lǐng)域都有著普遍的應(yīng)用。納米壓痕的壓入深度在一般在納米量級(jí)，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)壓痕的微米或毫米量級(jí)。限于光學(xué)顯微鏡的分辨率，無法直接對(duì)納米壓痕的尺寸進(jìn)行精確測量。湖南微電子納米力學(xué)測試服務(wù)