福建表面微納米力學測試實驗室

AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進行測試，基于對探針的動力學特性以及針尖樣品之間的接觸力學行為分析，可以通過對探針接觸共振頻率、品質因子、振幅、相位等響應信息的測量，實現被測樣品力學性能的定量化表征。AFAM 不只可以獲得樣品表面納米尺度的形貌特征，還可以測量樣品表面或亞表面的納米力學特性。AFAM 屬于近場聲學成像技術，它克服了傳統聲學成像中聲波半波長對成像分辨率的限制，其分辨率取決于探針針尖與測試樣品之間的接觸半徑大小。AFM 探針的針尖半徑很小(5~50 nm)，且施加在樣品上的作用力也很小(一般為幾納牛到幾微牛)，因此AFAM 的空間分辨率極高，其橫向分辨率與普通AFM 一樣可以達到納米量級。與納米壓痕技術相比，AFAM 在分辨率方面具有明顯的優勢，通常認為其測試過程是無損的。此外，AFAM 在成像質量和速度方面均明顯優于納米壓痕。目前，AFAM 已經普遍應用于納米復合材料、智能材料、生物材料、納米材料和薄膜系統等各種先進材料領域。納米力學測試可應用于納米材料、生物材料、涂層等領域的研究和開發。福建表面微納米力學測試實驗室

納米壓痕技術通過測量壓針的壓入深度，根據特定形狀壓針壓入深度與接觸面積的關系推算出壓針與被測樣品之間的接觸面積。因此，納米壓痕也被稱為深度識別壓痕(depth-sensing indentation，DSI) 技術。納米壓痕技術的應用范圍非常普遍，可以用于金屬、陶瓷、聚合物、生物材料、薄膜等絕大多數樣品的測試。納米壓痕相關儀器的操作和使用也非常方便，加載過程既可以通過載荷控制，也可以通過位移控制，并且只需測量壓針壓入樣品過程中的載荷位移曲線，結合恰當的力學模型就可以獲得樣品的力學信息。上海納米力學測試定制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。

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。

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。納米力學測試可以揭示納米材料在受力過程中的微觀結構變化和能量耗散機制。

主要的微納米力學測量技術：1、微納米壓痕測試技術，1.1壓入測試技術，壓人測試技術是較初的是表征各種材料力學性能較常用的方法之一,可以追溯到 20 世紀初的定量硬度測試方法。傳統的壓人測試技術是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預設的壓人深度或者載荷作用到較軟的樣品表面,通過測量殘余壓痕的尺寸計算相關的硬度指數。但壓入測試技術的缺陷在所能夠表征的材料力學參量局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。1.2 微納米壓痕測試，近年來新型材料正在向低維化、功能化與復合化方向飛速發展，在微納米尺度作用區域上開展微納米壓痕測試已被普遍用作評價材料因微觀結構變化面誘發力學性能變化以及獲得材料物性轉變等新現象、新規律的重要工具。所能夠表征的材料力學參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個基本的參量。在納米力學測試中，常用的儀器包括原子力顯微鏡、納米硬度儀等設備。四川新能源納米力學測試應用

在進行納米力學測試時，需要注意避免外界干擾和噪聲對測試結果的影響。福建表面微納米力學測試實驗室

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。福建表面微納米力學測試實驗室