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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。在進行納米力學測試前，需要對測試樣...

力—距離曲線測試分為準靜態模式和動態模式，實際應用中采用較多的是準靜態模式下的力-距離曲線測試。由力—距離曲線測試可以獲得樣品表面的力學性能及黏附的信息。利用接觸力學模型對力—距離曲線進行擬合，可以獲得樣品表面的彈性模量。力—距離曲線測試與納米壓痕相比，可以施加更小的作用力(nN量級)，較好地避免了對生物軟材料的損害，極大地降低了基底對薄膜力學性能測試的影響。力—距離曲線測試普遍應用于聚合物材料和生物材料的納米力學性能測試，很多研究者利用此方法獲得了細胞的模量信息。力—距離曲線陣列測試可以獲得測試區域內力學性能的分布，但是分辨率較低，且測試時間較長。另外，力—距離曲線一般只對軟材料才比較有效。...

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。納米力學測試的前沿研究方向包括多功能材料力學、納米結構動力學等領域。重慶空心納米力學測試儀常把納米力學當納米技術的一個分支，即集中在工程納米結構和...

納米科學與技術是近二十年來發展起來的一門前沿和交叉學科，納米力學作為其中的一個分支，對其他分支學科如納米材料學、物理學、生物醫學等都有著重要的支撐作用。下面簡要介紹一下目前應用較普遍的兩類微納米力學測試方法：納米壓痕方法和基于原子力顯微鏡的納米力學測試方法。納米壓痕是20 世紀90 年代初期快速發展起來的一種微納米力學測試方法，是研究微納米尺度材料力學性能的重要方法之一，在科研和工業領域都有著普遍的應用。納米壓痕的壓入深度在一般在納米量級，遠小于傳統壓痕的微米或毫米量級。限于光學顯微鏡的分辨率，無法直接對納米壓痕的尺寸進行精確測量。納米力學測試是一種通過納米尺度下的力學性質來研究材料特性的方法...

納米壓痕儀的應用，納米壓痕儀可適用于有機或無機、軟質或硬質材料的檢測分析，包括PVD、CVD、PECVD薄膜，感光薄膜，彩繪釉漆，光學薄膜，微電子鍍膜，保護性薄膜，裝飾性薄膜等等。基體可以為軟質或硬質材料，包括金屬、合金、半導體、玻璃、礦物和有機材料等。半導體技術(鈍化層、鍍金屬、Bond Pads)；存儲材料(磁盤的保護層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護層)；光學組件(接觸鏡頭、光纖、光學刮擦保護層)；金屬蒸鍍層；防磨損涂層(TiN， TiC， DLC， 切割工具)；藥理學(藥片、植入材料、生物組織)；工程學(油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS)等行業。納米力學測試還可以評估材料在高溫、低溫...

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據分析方法測量了鈮薄膜的壓入模量，并進行了對比。Espinoza-Beltran 等考慮探針微懸臂的傾角、針尖高度、梯形橫截面、材料各向異性等的影響，給出了一種將實驗測試和有限元優化分析相結合，確定針尖樣品面外和面內接觸剛度的方法。有限元分析方法綜合考慮了實際情況中的多種影響因素，精度相對較高。Kopycinska-Muller 等研究了AFAM 測試過程中針尖樣品微納米尺度下的接觸力學行為。Killgore 等提出了一種通過檢測探針接觸共振頻率變化對針尖磨損進行連續測量的方法。在進行納米力學測試時，需要注意避免外界干擾和噪...

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。跨學科合作，推動納米力學測試技術不斷創新，滿足多領域需求。海南汽車納米力學測試收費標準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...

縱觀納米測量技術發展的歷程，它的研究主要向兩個方向發展：一是在傳統的測量方法基礎上，應用先進的測試儀器解決應用物理和微細加工中的納米測量問題,分析各種測試技術,提出改進的措施或新的測試方法；二是發展建立在新概念基礎上的測量技術，利用微觀物理、量子物理中較新的研究成果,將其應用于測量系統中,它將成為未來納米測量的發展趨向。但納米測量中也存在一些問題限制了它的發展。建立相應的納米測量環境一直是實現納米測量亟待解決的問題之一，而且在不同的測量方法中需要的納米測量環境也是不同的。納米力學測試可以解決納米材料在高溫、低溫和高壓等極端環境下的力學問題，提高納米材料的穩定性和可靠性。湖南納米力學測試隨著精密...

譜學技術微納米材料的化學成分分析主要依賴于各種譜學技術,包括紫外-可見光譜紅外光譜、x射線熒光光譜、拉曼光譜、俄歇電子能譜、x射線光電子能譜等。另有一類譜儀是基于材料受激發的發射譜,是專為研究品體缺陷附近的原子排列狀態而設計的，如核磁共振儀、電子自旋共振譜儀、穆斯堡爾譜儀、正電子湮滅等等。熱分析技術，納米材料的熱分析主要是指差熱分析、示差掃描量熱法以及熱重分析。三種方法常常相互結合,并與其他方法結合用于研究微納米材料或納米粒子的一些特 征:(1)表面成鍵或非成鍵有機基團或其他物質的存在與否、含量多少、熱失重溫度等(2)表面吸附能力的強弱與粒徑的關系(3)升溫過程中粒徑變化(4)升溫過程中的相轉...

譜學技術微納米材料的化學成分分析主要依賴于各種譜學技術,包括紫外-可見光譜紅外光譜、x射線熒光光譜、拉曼光譜、俄歇電子能譜、x射線光電子能譜等。另有一類譜儀是基于材料受激發的發射譜,是專為研究品體缺陷附近的原子排列狀態而設計的，如核磁共振儀、電子自旋共振譜儀、穆斯堡爾譜儀、正電子湮滅等等。熱分析技術，納米材料的熱分析主要是指差熱分析、示差掃描量熱法以及熱重分析。三種方法常常相互結合,并與其他方法結合用于研究微納米材料或納米粒子的一些特 征:(1)表面成鍵或非成鍵有機基團或其他物質的存在與否、含量多少、熱失重溫度等(2)表面吸附能力的強弱與粒徑的關系(3)升溫過程中粒徑變化(4)升溫過程中的相轉...

即使源電阻大幅降低至1MW，對一個1mV的信號的測量也接近了理論極限，因此要使用一個普通的數字多用表（DMM）進行測量將變得十分困難。除了電壓或電流靈敏度不夠高之外，許多DMM在測量電壓時的輸入偏移電流很高，而相對于那些納米技術[3]常常需要的、靈敏度更高的低電平DC測量儀器而言，DMM的輸入電阻又過低。這些特點增加了測量的噪聲，給電路帶來不必要的干擾，從而造成測量的誤差。系統搭建完畢后，必須對其性能進行校驗，而且消除潛在的誤差源。誤差的來源可以包括電纜、連接線、探針[5]、沾污和熱量。下面的章節中將對降低這些誤差的一些途徑進行探討。納米力學測試可以應用于納米材料的質量控制和品質檢測，確保產品...

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。利用納米力學測試，研究人員可揭示材料內部缺陷、應力分布等關鍵...

納米力學從研究的手段上可分為納觀計算力學和納米實驗力學。納米計算力學包括量子力學計算方法、分子動力學計算和跨層次計算等不同類型的數值模擬方法。納米實驗力學則有兩層含義:一是以納米層次的分辨率來測量力學場，即所謂的材料納觀實驗力學;二是對特征尺度為1-100nm之間的微細結構進行的實驗力學研究，即所謂的納米材料實驗力學。納米實驗力學研究有兩種途徑:一是對常規的硬度測試技術、云紋法等宏觀力學測試技術進行改造，使它們能適應納米力學測量的需要;另一類是創造如原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等新的納米力學測量技術建立新原理、新方法。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。納...

樣品制備，納米力學測試納米纖維的拉伸測試前需要復雜的樣品制備過程，因此FT-NMT03納米力學測試具備微納操作的功能，納米力學測試利用力傳感微鑷或者微力傳感器可以對單根納米纖維進行五個自由度的拾取-放置操作（閉環）。可以使用聚焦離子束（FIB）沉積或電子束誘導沉積（EBID）對樣品進行固定。納米力學測試這種結合了電-機械測量和納米加工的技術為大多數納米力學測試應用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成，得益于FT-NMT03納米力學測試系統的緊湊尺寸（71×100×35mm），該系統可以與市面上絕大多數的全尺寸SEM/FIB結合使用，在樣品臺上安裝和拆卸該系統十分簡便，只需幾分鐘。此外，由于...

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...

樣品制備，納米力學測試納米纖維的拉伸測試前需要復雜的樣品制備過程，因此FT-NMT03納米力學測試具備微納操作的功能，納米力學測試利用力傳感微鑷或者微力傳感器可以對單根納米纖維進行五個自由度的拾取-放置操作（閉環）。可以使用聚焦離子束（FIB）沉積或電子束誘導沉積（EBID）對樣品進行固定。納米力學測試這種結合了電-機械測量和納米加工的技術為大多數納米力學測試應用提供了完美的解決方案。SEM/FIB集成，得益于FT-NMT03納米力學測試系統的緊湊尺寸（71×100×35mm），該系統可以與市面上絕大多數的全尺寸SEM/FIB結合使用，在樣品臺上安裝和拆卸該系統十分簡便，只需幾分鐘。此外，由于...

掃描探針聲學顯微術一般適用于模量范圍在1~300 GPa 的材料。對于更軟的材料，在測試過程中接觸力有可能會對樣品造成損害。基于輕敲模式的原子力顯微鏡多頻成像技術是近年來發展的一項納米力學測試方法。通過同時激勵和檢測探針多個頻率的響應或探針振動的兩階(或多階) 模態或探針振動的基頻和高次諧波成分等，可以實現對被測樣品形貌、彈性等性質的快速測量。只要是涉及探針兩個及兩個以上頻率成分的激勵和檢測，均可以歸為多頻成像技術。由于輕敲模式下針尖施加的作用力遠小于接觸狀態下的作用力，因此基于輕敲模式的多頻成像技術適合于軟物質力學性能的測量。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的力...

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的。應變儀發出的信號再反饋到移動線圈上．如此可進行閉環控制，以實現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...

模塊化設計使系統適用于各種形貌樣品的測試需求及各種SEM/FIB配置，緊湊的外形設計適用于各種全尺寸的SEM/FIB樣品室。用戶可設計自定義的測試程序和測試模式：①FT-SH傳感器連接頭,其配置的4個不同型號的連接頭,可滿足各種不同的測試條件(平面外或者平面內測試)和不同的測試距離。②FFT-SB樣品基座適配頭,其配置的4個不同型號的適配頭用來調節樣品臺的高度和角度。③FT-ETB電學測試樣品臺,包含2個不同的電學測試樣品臺,實現樣品和納米力學測試平臺的電導通。④FT-S微力傳感探針和FT-G微鑷子,實現微納力學測試和微納操作組裝(按需額外購買)。納米力學測試對于材料科學研究至關重要，能夠精確...

模塊化設計使系統適用于各種形貌樣品的測試需求及各種SEM/FIB配置，緊湊的外形設計適用于各種全尺寸的SEM/FIB樣品室。用戶可設計自定義的測試程序和測試模式：①FT-SH傳感器連接頭,其配置的4個不同型號的連接頭,可滿足各種不同的測試條件(平面外或者平面內測試)和不同的測試距離。②FFT-SB樣品基座適配頭,其配置的4個不同型號的適配頭用來調節樣品臺的高度和角度。③FT-ETB電學測試樣品臺,包含2個不同的電學測試樣品臺,實現樣品和納米力學測試平臺的電導通。④FT-S微力傳感探針和FT-G微鑷子,實現微納力學測試和微納操作組裝(按需額外購買)。納米力學測試可用于研究納米顆粒在膠體、液態等介...

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...

原位納米力學測試系統是一種用于材料科學領域的儀器，于2011年10月27日啟用。壓痕測試單元：（1）可實現70nN~30mN不同加載載荷，載荷分辨率為3nN；（2）位移分辨率：0.006nm，較小位移：0.2nm，較大位移：5um；（3）室溫熱漂移：0.05nm/s；（4）更換壓頭時間：60s。能夠實現薄膜或其他金屬或非金屬材料的壓痕、劃痕、摩擦磨損、微彎曲、高溫測試及微彎曲、NanoDMA、模量成像等功能。力學測試芯片大小只為幾平方毫米，亦可放置在電子顯微鏡真空腔中進行原位實時檢測。通過納米力學測試，我們可以評估納米材料在極端環境下的穩定性和耐久性。海南電線電纜納米力學測試供應較大壓痕深度1...

本文中主要對當今幾種主要材料納觀力學與納米材料力學特性測試方法:納米硬度技術、納米云紋技術、掃描力顯微鏡技術等進行概述。納米硬度技術。隨著現代材料表面工程、微電子、集成微光機電 系統、生物和醫學材料的發展試樣本身或表面改性層厚度越來越小。傳統的硬度測量已無法滿足新材料研究的需要，于是納米硬度技術應運而生。納米硬度計是納米硬度測量的主要儀器，它是一種檢測材料微小體積內力學性能的測試儀器，包括壓痕硬度和劃痕硬度兩種工作模式。由于壓痕或劃痕深度一般控制在微米甚至納米尺度，因此該類儀器已成為電子薄膜、涂層、材料表面及其改性的力學性能檢測的理想手段。它不需要將表層從基體上剝離，便可直接給出材料表層力學性...

采用磁力顯微鏡觀察Sm2Co17基永磁材料表面的波紋磁疇和條狀磁疇結構;使用摩擦力顯微鏡對計算機磁盤表面的摩擦特性進行試:利用靜電力顯微鏡測量技術,依靠輕敲模式(Tapping mode)和抬舉模式(Lift mode),用相位成像測量有機高分子膜-殼聚糖膜(CHI)的表面電荷密度空間分布等等除此之外,近年來,SPM還用于測量化學鍵、納米碳管的強度,以及納米碳管操縱力方面的測量。利用透射電子顯微鏡和原子力顯微鏡原位加載,觀測單一納米粒子鏈的力學屬性和納觀斷裂,采用掃描電鏡、原子力顯微鏡對納米碳管的拉伸過程及拉伸強度進行測等:基于原子力顯微鏡提出一種納米級操縱力的同步測量方法,進而應用該方法,成...

在黏彈性力學性能測試方面，Yuya 等發展了AFAM 黏彈性力學性能測試的理論基礎。隨后，Killgore 等將單點測試拓展到成像測試，對二元聚合物的黏彈性力學性能進行了定量化成像，獲得了存儲模量和損耗模量的分布圖。Hurley 等發展了一種不需要進行中間的校準測試過程而直接測量損耗因子的方法。Tung 等采用二維流體動力學函數，考慮探針接近樣品表面時的阻尼和附加質量效應以及與頻率相關的流體動力載荷，對黏彈性阻尼損耗測試進行了修正。周錫龍等研究了探針不同階模態對黏彈性測量靈敏度的影響，提出了一種利用軟懸臂梁的高階模態進行黏彈性力學性能測試的方法。納米力學測試還可以評估材料在高溫、低溫等極端環境...

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 ...

納米力學從研究的手段上可分為納觀計算力學和納米實驗力學。納米計算力學包括量子力學計算方法、分子動力學計算和跨層次計算等不同類型的數值模擬方法。納米實驗力學則有兩層含義:一是以納米層次的分辨率來測量力學場，即所謂的材料納觀實驗力學;二是對特征尺度為1-100nm之間的微細結構進行的實驗力學研究，即所謂的納米材料實驗力學。納米實驗力學研究有兩種途徑:一是對常規的硬度測試技術、云紋法等宏觀力學測試技術進行改造，使它們能適應納米力學測量的需要;另一類是創造如原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡等新的納米力學測量技術建立新原理、新方法。通過納米力學測試，我們可以深入了解納米材料在受到外力作用時的變形和破壞機制。江...

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。通過納米力學測試，可以優化材料的加工工藝，提高產品的性能和品質。河南納米力學測試供應商納米拉曼光譜法，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力學性質。該方法利用激光對材料進行激...

量子效應決定物理系統內個別原子間的相互作用力。在納米力學中用一些原子間勢能的平均數學模型引入量子效應。在經典多體動力學內加入原子間勢能提供了納米結構和原子尺寸決定性的力學模型。數據方法求解這些模型稱為分子動力學（MD），有時稱為分子力學。非決定性數字近似包括蒙特卡羅，動力蒙卡羅和其它方法。現代的數字工具也包括交叉通用近似，允許同時和連續利用原子尺寸的模型。發展這些復雜的模型是另一應用力學的研究課題。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。江西半導體納米力學測試原理當前納米力學主要應用的測試手段是納米壓痕和基于原子力顯微鏡(AFM) 的力—距離曲線方法，實際上還有另外一...

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。納米力學測試可以應用于納米材料的研...