纳米压痕

纳米压痕技术及其应用

傅杰

摘要： 纳米压痕技术也称深度敏感压痕技术，是最简单的测试材料力学性质的方法之一，在

材料科学的各个领域都得到了广泛的应用，本文主要针对纳米压痕技术及其应用做一个简单概述。

关键字：纳米压痕技术，应用 一、引言

传统的压痕测量是将一特定形状和尺寸的压头在一垂直压力下将其压入试样，当压力撤除后。通过测量压痕的断截面面积，人们可以得到被测材料的硬度这种测量方法的缺点之一是仅仅能够得到材料的塑性性质。另外一个缺点就是这种测量方法只能适用于较大尺寸的试样。

新兴纳米压痕方法是通过计算机控制载荷连续变化, 在线监测压深量, 由于施加的是超低载荷, 加上监测传感器具有优于1 nm 的位移分辨率, 所以, 可以获得小到纳米级的压深, 它特别适用于测量薄膜、镀层、微机电系统中的材料等微小体积材料力学性能可以在纳米尺度上测量材料的各种力学性质，如载荷-位移曲线、弹性模量、硬度、断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性或蠕变行为等???。

二、纳米压痕技术概述

纳米硬度计主要由轴向移动线圈、加载单元、金刚石压头和控制单元等四部分组成。压头材料一般为金刚石，常用的有伯克维奇压头(Berkovich)和维氏(Vicker)压头。压入载荷的测量和控制是通

纳米压痕实验报告

姓名：张永钦 学号： 专业：力学 班级：

15120982 15-01

一、实验目的

1. 了解材料微纳米力学测试系统的构造、工作原理。 2. 掌握载荷-位移曲线的分析手段。 3. 用纳米压痕方法测定的杨氏模量与硬度。

二、实验仪器和设备

TriboIndenter型材料微纳米力学测试系统

三、实验原理与方法

纳米压痕技术又称深度敏感压痕技术，它通过计算机控制载荷连续变化，并在线监测压入深度。一个完整的压痕过程包括两个步骤，即所谓的加载过程与卸载过程。在加

载荷 加载曲线 载过程中，给压头施加外载荷，使之压入样品表面，随着载荷的增大，压头压入样品的深度也随之增加，当载荷达到最大值时，移除外载，样品表面会存在残留的压痕痕迹。图1为典型的载荷-位移曲线。

从图1中可以清楚地看出，随着实验载荷的不断增大，位移不断增加，当载荷达到最大值时，位移亦达到最大值即最大压痕深

卸载曲线 Pmax S hr hmax 位移

图1 典型的载荷-位移曲线

度hmax；随后卸载，位移最终回到一固定值，此时的深度叫残留

数值模拟在纳米压痕技术中的重要意义

贵所-材料学 李泽丽-20121005

纳米材料由于其特殊的力学性能引起了人们的广泛关注，例如高的强度、硬度、耐磨性、延展性以及低温超塑性等。纳米材料之所以表现出这些特殊的性能与材料内部结构和变形机制密切相关。

纳米压痕技术是一种相对简单有效地评估薄膜材料力学性能的方法，通过纳米压痕实验不仅可以获得材料的相关性能参量，而且能够反映材料弹塑性转变的机制，揭示微观组织结构与宏观力学性能的关系。然而，纳米压痕是一个复杂的接触问题，进行纳米压痕试验时受到诸多因素的影响，例如材料表面粗糙度，衬底效应，晶界效应，压头几何形状，晶格各项异性和压痕尺寸效应等，即便是在相同的设备和试验条件下纳米压痕试验过程的重复性也不能得到保证，因此需要采用数值模拟方法对纳米压痕过程进行研究。

计算机数值模拟是独立于理论分析和实验研究的第三种手段，是沟通理论和实验的桥梁。与实验研究相比，数值模拟可实现在实验上很难或根本无法完成的研究；与理论研究相比，数值模拟无需过于简化的假设，能够接近实际的复杂情况，获得实验无法测量的结果，并深入揭示它们的内在行为机制。目前，研究材料纳米压痕的常用数值模拟方法主要有三种:有限元 (Finiteelemen

印刷模切

模切压痕工艺中常见问题及对策

作者：中国包装报 来源：中国包装报

2007-07-31 字号：【大】【中】【小】 我要说两句

随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，消费者在选购商品时，除了要求商品的内在质量外，对 于商品的包装也提出了更高的要求。这其中既包括对商品包装装潢设计的要求，也包括对包装印后加工质量的要 求。 模切压痕加工技术，适用于各类印刷品的表面加工。尤其是各种档次的纸盒、纸箱、商标、艺术品等表面的 整饰加工，同时也是实现包装设计的重要手段之一。模切压痕加工不仅对包装的最终质量和效果起着重要作用， 同时可以在很大程度上提高印刷品的艺术效果，而且还赋予印刷品新的功能，已成为印刷品增值和促销的重要手 段。因此，模切压痕技术越来越受到人们的青睐，使用的范围也越来越广。但是，在模切压痕工艺中，常常出现 一系列的问题，影响生产的顺利进行，为此，本文以卧式平压平模切机在模切压痕生产中常见的问题为例进行分 析，希望对实际生产有所帮助。 全自动卧式平压平模切机，其输纸及收纸原理与胶印机类似，其间的故障在此不做分析，下面只是对模切部 分常见的问题进行讨论。 压力不均匀 模切压痕过程中压力不均匀，一般有两种情况： 1、如果压力有轻微的不均匀，可能

在包装印刷中，模切压痕加工对纸盒的成型与美观起着非常重要的作用，不仅可大幅度提高产品包装的档次，而且还可以提高包装的附加值。在模压加工中，模切压痕质量取决于模切机的机械精度、模切版的制作精度、模切刀、压痕钢线以及模切材料的合理选用等众多因素。此外，模切与压痕的设置合理与否也影响加工产品的质量，而且确保模切压痕达到工艺要求，是印后加工的关键。现以平压平模压加工工艺为例，简述模切与压痕的设置及应用。

目前，印刷厂采用的模压版多由专业制版厂生产，可直接上机使用，减少了制版工序中人员、设备、技术等因素的影响。

模切压痕用模压版分刀模版和底模版两部分。刀模版由模版、模切刀、压痕钢线和模切胶条等组成；底模版由压痕底模和底模钢板构成。如图1所示。

刀模版

1.模版

模版作为刀模版的载体，它对模切刀、压痕钢线和胶条起到固定和支撑作用，其厚度通常为18mm。模版使用的材料有多层胶合板、高密度板、电木板等，目前使用较多的是胶合板，其特点是易加工、价格相对较低。但以胶合板为材料制作的模压版，受温湿度影响较大，且长时间受模切压力的作用易产生变形，致使紧固模切刀和压痕钢线的槽缝变宽，刀线松动，影响产品的精度及外观质量，严重时还会

上转换纳米材料的合成及其光学性能

姓名：杨利东 学号：5802110035 班级：环境工程101班

【摘要】：近年来,人们开始对荧光标记材料产生了浓厚的兴趣,特别是随着纳米技术的发展,能够进行生物标记的无机纳米晶成为人们追逐的热点,但是由于生物背底同样会产生荧光从而对荧光检测形成干扰,于是不会产生背底干扰的稀土上转换纳米发光标记材料引起了人们的注意。目前世界上上转换纳米荧光材料正处在发展阶段,材料的选择和合成有待于深入细致的研究。稀土上转换发光纳米材料(简称UCNPs)不仅光稳定性强、发射带窄、荧光寿命长、化学稳定性高、潜在生物毒性低,而且采用近红外连续激发光源激发还使其具有较大的光穿透深度、无光闪烁和光漂白、无生物组织自发荧光以及对生物组织几乎无损伤等显著优点,已经成为当前很多领域乃至交叉科学的应用研究热点。

【关键词】：荧光标记 稀土 上转换纳米 光穿透深度

1 引言

上转换发光材料是在长波长光激发下能发出短波长光的发光材料。由于激发波长在红外波段,检测在可见光,可以显著提高信噪比,所以上转换发光材料作为生物分子荧光标记受到了广泛关注和极大发展。采用可见光或紫外光作为激发光源的缺点是生物分子中存在荧光背底,而采用波

三次科技革命 蒸汽机时代：产业的机械化 电力时代：产业的电气化 电子计算机时代：产业的信息化和网络化

（一）蒸汽机时代：产业的机械化

1.蒸汽机时代开端的直接动因：纺织机的发明与改进需要新的动力机械：飞梭、珍妮纺机、水力纺纱机、骡机、水力织布机。 英国采煤业的发展急需新的动力机械：矿井排水用马力 自然科学的新成就和生产技术的提高是蒸汽机发明的必要条件

（二）电力时代：产业的电气化 1.电、电流、电磁感应和电磁波2.电报、电话、电视和无线电通讯技术3.蒸汽机时代的技术革命

炼钢技术的改进和发展：1713-1735年，英国达比发明用焦炭代替木炭；英国考尔特发明用煤炭冶炼熟铁，采用它蒸汽鼓风。19世纪中叶，新的炼钢技术相继发明和推广。

机械制造技术的发展：用机器生产机器代替手工工具制造机器。

交通运输业的巨变：汽船、铁路与火车

2.蒸气机的发明和完善：1世纪，古希腊罗马时代--赫伦—蒸汽反冲球。1690年，法国—巴本—活塞式蒸汽机。1698年，英国—塞维利—塞维利机1712年，英国—纽可门—大气机 。 1781年—1790年，英国—瓦特—行星式齿轮、双作用蒸汽机、离心调速器、压力表。被称为“蒸汽大王”

3.蒸汽机时代的技术革命：

磁性纳米材料的制备和应用发展综述

摘要：综述了磁性纳米材料的制备方法,其中包括固相法、液相法和气相法。对磁性纳米材料当前的应用热点进行了概述，并对其研究前景进行了展望。 关键词：磁性；纳米材料；制备；改性； 1 引言

20世纪70年代人们利用共沉淀法制备出了磁性液体材料，1988年巨磁电阻效应的发现，引起了世界各国的关注，掀起了纳米磁性材料的开发和应用研究热潮。 纳米磁性材料大致可分为3大类：一是纳米颗粒，二是纳米微晶，三是纳米结构材料[1]。纳米磁性材料的磁单畴尺寸、超顺磁磁性临界尺寸、交换作用长度等在1~ 100 nm 范围内，具有奇异的超顺磁性和较高的矫顽力[2~3]。20nm的纯铁微粒的矫顽力是大块铁的1000倍；当粒径在50~200nm之间时，矫顽力和饱和磁化强度均达到最大值，且具有单畴特性。近年来随着计算机技术的飞速发展，记录的信息量也在不断增加。以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高[4]。磁性纳米微粒尺寸小、单畴结构矫顽力高，用它制作磁记录材料，可以提高信噪比，改善图像质量。

2 磁性纳米材料的制备

在人们所熟知的大量磁性材料中，由于不能同时满足高饱和磁化强度和稳定性高的要求，饱和磁化强度高但稳定性低的材料应用在一定程度上受

1.什么是纳米材料？其内涵是什么？（从零、一、二、三维考虑） 2.纳米材料的四大效应是什么？对每一效应举例说明。 3.纳米材料的常用的表征方法有哪些？

4.用来直接观察材料形态的SEM、TEM、AFM对所测定的样品有哪些特定要求？从它们的图像中能够得到哪些基本信息？

5.纳米颗粒的高表面活性有何优缺点？如何利用？

6.在纳米颗粒的气相合成中涉及到哪些基本环节？气相合成大致可分为哪四种？气相成核理论的机制有哪两种？

7.溶胶-凝胶法制备纳米颗粒的基本过程是怎样的？

8.用溶胶-凝胶技术结合碳纳米管的生长机理，可获得密度不同的碳纳米管阵列（也叫纳米森林），简要阐述其主要步骤及如何控制碳纳米管的分布密度？

9.改变条件可制备不同晶粒大小的二氧化钛，下图分别为两种晶粒尺寸不同的二氧化钛的XRD图与比表面积数据。请用Scherrer方程、BET比表面积分别估算这两种二氧化钛的晶粒尺寸（XRD测试时所用的? = 1.5406?，锐钛矿相二氧化钛的密度是3.84 g/cm3）（默写出公式并根据图中的数据来计算）。

10.氧化物或者氮化物纳米材料具有许多特殊的功能，请以一种氧化物或者氮化物为例，举出其三种主要的制备方法（用到的原料、反应介质、主要的表征手段

2013年功能材料论文

浅谈纳米材料

向宇琦

材化学院 材料（一）班

【摘 要】:介绍了国内外纳米材料及其技术在电子工业、环保工业、建材工业、金属工业、文物保护、医学等领域的开发应用现状，并对此进行了总结。纳米科技并非是某一学科的延伸或某一工艺的革新,而是一门跨学科的边缘科学。它是许多基础理论、专业理论与当代尖端高新技术的结晶。纳米科技是20世纪80年代末-90年代初才逐步发展起来的前沿，对未来经济和社会发展中有着十分重要影响的研究对象。在纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术将成为21世纪前20年的主导技术,并带来纳米产业的蓬勃发展,纳米科技的迅猛发展将在新世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。目前,世界上发达国家对纳米科技的开发研究进行了大量的投入,试图抢占这一21世纪科技战略制高点。目前,国内外在纳米材料和纳米技术的应用研究方面取得了显著成效。现根据有关资料,将国内外纳米材料和纳米技术的应用研究现状及发展趋势做一综述.

关键词: 纳米材料;纳米技术;应用;发展趋势

一．纳米材料的特性

纳米材料的力、热、光、磁，化学性质与传统固体相比显著不同。通过研究发现超微粒子的特殊性质主要取决于它的表面效应，小尺寸效应和量子效应。