納米力學(xué)性能測試系統(tǒng)是一款可在SEM/FIB中對微納米材料和結(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)可以對微納米結(jié)構(gòu)的電學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行同步測試。利用納米力學(xué)測試，可以評估納米材料的可靠性和耐久性。吉林納米力學(xué)測試模塊

本文中主要對當(dāng)今幾種主要材料納觀力學(xué)與納米材料力學(xué)特性測試方法:納米硬度技術(shù)、納米云紋技術(shù)、掃描力顯微鏡技術(shù)等進(jìn)行概述。納米硬度技術(shù)。隨著現(xiàn)代材料表面工程、微電子、集成微光機(jī)電 系統(tǒng)、生物和醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展試樣本身或表面改性層厚度越來越小。傳統(tǒng)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(shù)應(yīng)運(yùn)而生。納米硬度計(jì)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(nèi)力學(xué)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(xué)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(xué)性質(zhì)的空間分布。吉林納米力學(xué)測試模塊測試設(shè)置需精確控制實(shí)驗(yàn)條件，以消除外部干擾，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

納米壓痕儀簡介，近年來，國內(nèi)外研究人員以納米壓痕技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)出多種納米壓痕儀，并實(shí)現(xiàn)了商品化，為材料的納米力學(xué)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(jié)果通過力與壓入深度的曲線計(jì)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(tǒng)、 移動(dòng)線圈系統(tǒng)、加載系統(tǒng)及壓頭等幾個(gè)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(yàn)時(shí)，首先輸入初始參數(shù)，之后的檢測過程則完全由微機(jī)自動(dòng)控制，通過改變移動(dòng)線圈系統(tǒng)中的電流，可以操縱加載系統(tǒng)和壓頭的動(dòng)作，壓頭壓入載荷的測量和控制通過應(yīng)變儀來完成，同時(shí)應(yīng)變儀還將信號(hào)反饋到移動(dòng)線圈系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，從而按照輸入?yún)?shù)的設(shè)置完成試驗(yàn)。

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)納米級的位移和精確測量。壓頭載荷的測量和控制是通過應(yīng)變儀來實(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)壓入過程完全由微機(jī)自動(dòng)控制進(jìn)行?？稍诰€測量位移與相應(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。在納米力學(xué)測試中，常用的測試方法包括納米壓痕測試、納米拉伸測試和納米彎曲測試等。

原位納米力學(xué)測試系統(tǒng)是一種用于材料科學(xué)領(lǐng)域的儀器，于2011年10月27日啟用。壓痕測試單元：（1）可實(shí)現(xiàn)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?zé)崞疲?.05nm/s；（4）更換壓頭時(shí)間：60s。能夠?qū)崿F(xiàn)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(xué)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(jìn)行原位實(shí)時(shí)檢測。納米力學(xué)測試可以幫助解決材料在實(shí)際使用過程中遇到的損傷和磨損問題。湖北高精度納米力學(xué)測試

納米力學(xué)測試需要使用專屬的納米力學(xué)測試儀器，如納米壓痕儀和納米拉伸儀等。吉林納米力學(xué)測試模塊

一般力學(xué)原理包括：。能量和動(dòng)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(xué)也要考慮：。當(dāng)物體尺寸和原子距離可比時(shí)，物體的離散性；。物體內(nèi)自由度的多樣性和有限性。。熱脹落的重要性；。熵效應(yīng)的重要性；。量子效應(yīng)的重要性。這些原理可提供對納米物體新異性質(zhì)深入了解。新異性質(zhì)是指這種性質(zhì)在類似的宏觀物體沒有或者很不相同。特別是，當(dāng)物體變小，會(huì)出現(xiàn)各種表面效應(yīng)，它由納米結(jié)構(gòu)較高的表面與體積比所決定。這些效應(yīng)影晌納米結(jié)構(gòu)的機(jī)械能和熱學(xué)性質(zhì)（熔點(diǎn)，熱容等）例如，由于離散性，固體內(nèi)機(jī)械波要分散，在小區(qū)域內(nèi)，彈性力學(xué)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(chǎn)生熱隧道及液體和固體交錯(cuò)擴(kuò)散的理由。小和熱漲落提供了納米顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的基本理由。在納米范圍增加了熱漲落重要性和結(jié)構(gòu)熵，使納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超彈性，熵彈性（熵力）和其它新彈性。開放納米系統(tǒng)的自組織和合作行為中，結(jié)構(gòu)熵也令人產(chǎn)生很大興趣。吉林納米力學(xué)測試模塊