AFAM 利用探針和樣品之間的接觸共振進(jìn)行測(cè)試,，基于對(duì)探針的動(dòng)力學(xué)特性以及針尖樣品之間的接觸力學(xué)行為分析,，可以通過(guò)對(duì)探針接觸共振頻率,、品質(zhì)因子,、振幅,、相位等響應(yīng)信息的測(cè)量,，實(shí)現(xiàn)被測(cè)樣品力學(xué)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(cè)量樣品表面或亞表面的納米力學(xué)特性,。AFAM 屬于近場(chǎng)聲學(xué)成像技術(shù),，它克服了傳統(tǒng)聲學(xué)成像中聲波半波長(zhǎng)對(duì)成像分辨率的限制，其分辨率取決于探針針尖與測(cè)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(dá)到納米量級(jí),。與納米壓痕技術(shù)相比，AFAM 在分辨率方面具有明顯的優(yōu)勢(shì),，通常認(rèn)為其測(cè)試過(guò)程是無(wú)損的,。此外，AFAM 在成像質(zhì)量和速度方面均明顯優(yōu)于納米壓痕,。目前,，AFAM 已經(jīng)普遍應(yīng)用于納米復(fù)合材料,、智能材料,、生物材料,、納米材料和薄膜系統(tǒng)等各種先進(jìn)材料領(lǐng)域,。納米力學(xué)測(cè)試可應(yīng)用于納米材料,、生物材料,、涂層等領(lǐng)域的研究和開發(fā),。福建表面微納米力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

納米壓痕技術(shù)通過(guò)測(cè)量壓針的壓入深度,，根據(jù)特定形狀壓針壓入深度與接觸面積的關(guān)系推算出壓針與被測(cè)樣品之間的接觸面積,。因此,，納米壓痕也被稱為深度識(shí)別壓痕(depth-sensing indentation,，DSI) 技術(shù)。納米壓痕技術(shù)的應(yīng)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(shù)樣品的測(cè)試,。納米壓痕相關(guān)儀器的操作和使用也非常方便,，加載過(guò)程既可以通過(guò)載荷控制,，也可以通過(guò)位移控制，并且只需測(cè)量壓針壓入樣品過(guò)程中的載荷位移曲線,，結(jié)合恰當(dāng)?shù)牧W(xué)模型就可以獲得樣品的力學(xué)信息,。上海納米力學(xué)測(cè)試定制納米力學(xué)測(cè)試可以幫助研究人員了解納米材料的力學(xué)行為,，從而指導(dǎo)納米材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

隨著精密,、 超精密加工技術(shù)的發(fā)展,，材料在納米尺度下的力學(xué)特性引起了人們的極大關(guān)注研究,。而傳統(tǒng)的硬度測(cè)量方法只適于宏觀條件下的研究和應(yīng)用,，無(wú)法用于測(cè)量壓痕深度為納米級(jí)或亞微米級(jí)的硬度( 即所謂納米硬度，nano- hardness) 。近年來(lái),，測(cè)量納米硬度一般采用新興的納米壓痕技術(shù) (nano-indentation),，由于采用納米壓痕技術(shù)可以在極小的尺寸范圍內(nèi)測(cè)試材料的力學(xué)性能，除了塑性性質(zhì)外,，還可反映材料的彈性性質(zhì)，因此得到了越來(lái)越普遍的應(yīng)用,。

原子力顯微鏡(AFM),，原子力顯微鏡(AtomicForce Microscopy,，簡(jiǎn)稱AFM)是一種常用的納米級(jí)力學(xué)性質(zhì)測(cè)試方法,。它通過(guò)在納米尺度下測(cè)量材料表面的力與距離之間的關(guān)系,，來(lái)獲得材料的力學(xué)性質(zhì)信息,。AFM的基本工作原理是利用一個(gè)具有納米的探針對(duì)樣品表面進(jìn)行掃描,，并測(cè)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(xué)性質(zhì)參數(shù),，如納米硬度,、彈性模量和塑性變形等信息。此外,，AFM還可以進(jìn)行納米級(jí)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(jié)構(gòu),。納米力學(xué)測(cè)試可以揭示納米材料在受力過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)變化和能量耗散機(jī)制,。

主要的微納米力學(xué)測(cè)量技術(shù)：1,、微納米壓痕測(cè)試技術(shù),，1.1壓入測(cè)試技術(shù),，壓人測(cè)試技術(shù)是較初的是表征各種材料力學(xué)性能較常用的方法之一,可以追溯到 20 世紀(jì)初的定量硬度測(cè)試方法,。傳統(tǒng)的壓人測(cè)試技術(shù)是利用已知幾何形狀的硬壓頭以預(yù)設(shè)的壓人深度或者載荷作用到較軟的樣品表面,通過(guò)測(cè)量殘余壓痕的尺寸計(jì)算相關(guān)的硬度指數(shù),。但壓入測(cè)試技術(shù)的缺陷在所能夠表征的材料力學(xué)參量局限于硬度和彈性模量這2個(gè)基本的參量,。1.2 微納米壓痕測(cè)試,，近年來(lái)新型材料正在向低維化,、功能化與復(fù)合化方向飛速發(fā)展,，在微納米尺度作用區(qū)域上開展微納米壓痕測(cè)試已被普遍用作評(píng)價(jià)材料因微觀結(jié)構(gòu)變化面誘發(fā)力學(xué)性能變化以及獲得材料物性轉(zhuǎn)變等新現(xiàn)象,、新規(guī)律的重要工具,。所能夠表征的材料力學(xué)參量也不再局限于硬度和彈性模量這2個(gè)基本的參量。在納米力學(xué)測(cè)試中,，常用的儀器包括原子力顯微鏡、納米硬度儀等設(shè)備,。四川新能源納米力學(xué)測(cè)試應(yīng)用

在進(jìn)行納米力學(xué)測(cè)試時(shí),，需要注意避免外界干擾和噪聲對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,。福建表面微納米力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室

量子效應(yīng)決定物理系統(tǒng)內(nèi)個(gè)別原子間的相互作用力,。在納米力學(xué)中用一些原子間勢(shì)能的平均數(shù)學(xué)模型引入量子效應(yīng),。在經(jīng)典多體動(dòng)力學(xué)內(nèi)加入原子間勢(shì)能提供了納米結(jié)構(gòu)和原子尺寸決定性的力學(xué)模型,。數(shù)據(jù)方法求解這些模型稱為分子動(dòng)力學(xué)（MD）,，有時(shí)稱為分子力學(xué),。非決定性數(shù)字近似包括蒙特卡羅,，動(dòng)力蒙卡羅和其它方法?，F(xiàn)代的數(shù)字工具也包括交叉通用近似,，允許同時(shí)和連續(xù)利用原子尺寸的模型,。發(fā)展這些復(fù)雜的模型是另一應(yīng)用力學(xué)的研究課題,。福建表面微納米力學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室