纳米压痕仪

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

拟购置仪器设备名称： HORIBA Fluoromax-4荧光光谱仪 申请购置单位： 购置负责人：

材料与化学化工学部

填表时间： 年 月 日

填表说明

1、本表适用于申请购置单价10万元人民币及以上、批量总价20万元人民币及以上仪器设备的可行性论证使用。

2、本表第一项至第五项的内容由仪器设备购置申请人、负责人按表中各栏目要求认真填写。具体内容真实、详尽。其余内容由购置单位或学校有关部门填写。

3、购置单价40万元人民币及以上仪器设备的专家论证工作由学校组织，其他可由申请购置单位组织专家论证工作（专家组由五名及以上具备高级专业技术职务的人员组成）。

4、购置单价40万元人民币及以上仪器设备由校长审批生效，其他由分管校领导审批生效。

5、本表一式一份，一律为A4大小，双面打印，左侧装订。用钢笔、签字笔填写，或用计算机打印。

一、基本信息

仪器设备名称 购置单位 申请人 手机号码 预估单价 (人民币) 经费来源 经费卡号 负责人 拟列支金额 联系电话 40万 HORIBA Fluoromax-4荧光光谱仪 材料与化学化工学部 数量 办公电话 电子邮件 1 预估总价 (人民币) 40万 二、主要技术性能指标和配置要求

拟购置仪器设备名称： HORIBA Fluoromax-4荧光光谱仪 申请购置单位： 购置负责人：

材料与化学化工学部

填表时间： 年 月 日

填表说明

1、本表适用于申请购置单价10万元人民币及以上、批量总价20万元人民币及以上仪器设备的可行性论证使用。

2、本表第一项至第五项的内容由仪器设备购置申请人、负责人按表中各栏目要求认真填写。具体内容真实、详尽。其余内容由购置单位或学校有关部门填写。

3、购置单价40万元人民币及以上仪器设备的专家论证工作由学校组织，其他可由申请购置单位组织专家论证工作（专家组由五名及以上具备高级专业技术职务的人员组成）。

4、购置单价40万元人民币及以上仪器设备由校长审批生效，其他由分管校领导审批生效。

5、本表一式一份，一律为A4大小，双面打印，左侧装订。用钢笔、签字笔填写，或用计算机打印。

一、基本信息

仪器设备名称 购置单位 申请人 手机号码 预估单价 (人民币) 经费来源 经费卡号 负责人 拟列支金额 联系电话 40万 HORIBA Fluoromax-4荧光光谱仪 材料与化学化工学部 数量 办公电话 电子邮件 1 预估总价 (人民币) 40万 二、主要技术性能指标和配置要求

Malvern Zetasizer Nano ZS90纳米粒径电位分析仪

操作规程

1.开启电源：等待30min以稳定激光光源；

2.开启电脑，双击桌面的工作站快捷图DTS（Nano）；等待仪器自检（指示灯颜色变为绿色即自检成功），进入 NanoZS90系统工作站；

3.建立测量条件的存储路径（单击File→new→磁盘D→ 个人数据→个人文件夹）；

4．测量粒度：

(1)单击工作栏上的Mesurement→Manual→Meaurement，在Manual-setting 窗口 单击Meaurement Type→选择Size；

(2) 单击Labels , 输入测量样品名（如CSNP-040301）；

(3)单击Mesurement，设置测量温度（℃）、测量次数（通常选Automatic）、测量循环次数（通常选1次）；

（4）单击Sample，设置样品参数：单击Manual选择Material Name（如为脂质体，请选择Liposome）/单击Dispersant 选择被分散的介质（通常选Water）； (5)单击Cell,选择测量池类型（如聚苯乙烯塑料池选DTS0012测量池、如石英池选PCS1115 Glass-square ape

Malvern Zetasizer Nano ZS90纳米粒径电位分析仪

操作规程

1.开启电源：等待30min以稳定激光光源；

2.开启电脑，双击桌面的工作站快捷图DTS（Nano）；等待仪器自检（指示灯颜色变为绿色即自检成功），进入 NanoZS90系统工作站；

3.建立测量条件的存储路径（单击File→new→磁盘D→ 个人数据→个人文件夹）；

4．测量粒度：

(1)单击工作栏上的Mesurement→Manual→Meaurement，在Manual-setting 窗口 单击Meaurement Type→选择Size；

(2) 单击Labels , 输入测量样品名（如CSNP-040301）；

(3)单击Mesurement，设置测量温度（℃）、测量次数（通常选Automatic）、测量循环次数（通常选1次）；

（4）单击Sample，设置样品参数：单击Manual选择Material Name（如为脂质体，请选择Liposome）/单击Dispersant 选择被分散的介质（通常选Water）； (5)单击Cell,选择测量池类型（如聚苯乙烯塑料池选DTS0012测量池、如石英池选PCS1115 Glass-square ape

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