第三方检测研发机构：微纳力学测试检测测试技术与方法

　　微纳力学测试(Micro/Nano-scale Mechanical Testing)是一种用于测量微米和纳米尺度材料力学性能的先进技术，广泛应用于新材料研发、半导体、生物医学、涂层技术、微机电系统(MEMS)等领域。由于传统宏观力学测试方法在微小尺度下不再适用，微纳力学测试技术应运而生，能够精确表征微小体积材料的强度、硬度、弹性模量、蠕变、疲劳等性能。

　　主要测试技术与方法：

　　1. 纳米压痕(Nanoindentation)

　　原理：使用一个极小的金刚石压头(如Berkovich压头)以可控的载荷和位移压入样品表面，实时记录载荷-位移曲线。

　　可测参数：

　　硬度(Hardness)

　　弹性模量(Elastic Modulus)

　　蠕变行为(Creep)

　　应力松弛

　　薄膜/基底体系的力学性能

　　优点：非破坏性或微损，适用于薄膜、涂层、生物材料、复合材料等。

　　标准参考：ISO 14577、ASTM E2546。

　　2. 微拉伸/压缩试验(Micro-tensile/Compression Testing)

　　原理：利用微机电测试平台(如MEMS-based testers)对微加工制备的微柱、微梁或微丝进行拉伸或压缩。

　　应用对象：

　　纳米线、纳米管、微柱(用于压缩)

　　薄膜、微桥结构(用于拉伸)

　　可测参数：抗拉强度、屈服强度、弹性模量、断裂应变等。

　　挑战：试样制备复杂(常需FIB聚焦离子束加工)，夹持和对中难度高。

　　3. 原子力显微镜(AFM)力学测试

　　原理：利用AFM探针进行力-距离曲线(Force-Distance Curve)测量。

　　应用：

　　表面形貌与力学性能同步成像(如力映射)

　　生物材料(细胞、蛋白质、DNA)的力学特性

　　局部刚度、粘附力、弹性模量分布

　　模式：接触模式、力调制模式、峰值力轻敲模式(PeakForce Tapping)等。

　　4. 微梁弯曲试验(Micro-cantilever Bending)

　　原理：通过纳米压痕仪或微操作手对微加工的悬臂梁施加弯曲载荷。

　　应用：测定薄膜材料的弯曲强度、断裂韧性。

　　常见于：金属薄膜、陶瓷涂层、半导体材料。

　　5. 原位电子显微镜力学测试(In-situ TEM/SEM Mechanical Testing)

　　原理：在透射电镜(TEM)或扫描电镜(SEM)中集成微力学测试平台，实时观察材料在载荷下的微观结构演变(如位错运动、裂纹扩展、相变)。

　　优势：实现“力学性能-微观结构”耦合分析，揭示变形机制。

　　设备：专用原位纳米力学探针台(如PI95 TEM Nanomechanical Test Stage)。

来源：网络