原位纳米机械测试

nanoDynamic 模式

针对 Hysitron PI Series PicoIndenters 的纳米级动态力学测试

施加振荡力,连续测量粘弹性和疲劳特性与接触深度、频率和时间的函数

使用 nanoDynamic 模式测量的正弦力和总位移数据示意图。储存模量(E’)和损耗模量(E’’)方程在右侧给出。

生物材料、玻璃、聚合物和部分金属等材料在力学性能方面表现出显著的时间依赖性。而粘弹性使得使用传统的纳米压痕技术很难完全描述材料反应。在传统动态力学分析理论(DMA)的基础上,布鲁克建立了纳米级材料原位力学分析的 nanoDynamic 模式选项。

金属薄膜 1 Hz 动态载荷测试中应用的载荷振幅(红色)和总位移(蓝色)的图示。

nanoDynamic 模式可提供多种测试模式,测量时对样品施加振荡力,并使用锁相放大器测量总位移振幅和相移。使用此技术,可以精确确定材料的接触刚度和阻尼特性,从而测量储存模量(E’)和损耗模量(E’’),以及介电损耗角正切。此外,该技术已扩展应用到其他测试模式,可在表征各种材料或结构的蠕变和诱导疲劳的同时使用电子显微镜监测变形。