基于原位纳米力学测试系统的单晶硅微观机械性能实验

在纳米硬度计上对单晶硅进行了微压痕测试实验,以对单晶硅的微观力学性能有所认识。微压痕测试表明:单晶硅的弹性模量在压入载荷小于2400μN的范围内随载荷变化而波动变化;而在压入载荷大于2400μN后保持相对的稳定值(约为214GPa);单晶硅的表面硬度在压入载荷小于1000μN的范围内随载荷变化而线性增大,而后突然降低并保持相对的稳定值(13.5GPa^15GPa);单晶硅在纳米压入过程中,材料的破坏形式为脆性破裂,并且随压入载荷的增大而在压痕边沿产生堆积,堆积程度亦逐渐增大。

中科院力学所建成纳米检测光学测试系统

“纳米检测光学测试系统”由光谱椭偏仪（Spec Ellipsometer）和近场光学显微镜（SNOM）组成，前者以相敏和光谱的优势为二维纳米材料、多层纳米介质和生物分子膜层的定量光谱分析提供了高灵敏和高精度的检测手段；后者的光探针提供了表征纳米尺度微观光学性质和无扰动探测柔性生物分子及其相互作用的能力，两者的有机结合提供了一种跨尺度光学检测平台。

低维纳米材料的力学性能测试技术研究进展

低维纳米材料作为纳机电系统(NEMS)中重要的结构层材料,其力学性能与变形失效机理的研究直接影响NEMS的功能实现、可靠性分析与寿命预测。首先,介绍了现有低维纳米材料力学性能测试技术,如纳米压痕法、基于原子力显微镜(AFM)的纳米力学测试法、基于电子显微镜(EM)的原位纳米力学测试法与基于微机电系统(MEMS)技术的片上纳米力学测试法,并讨论了各种测试方法的优缺点与存在的挑战性。然后,详细介绍了低维纳米材料力学测试,特别是片上纳米力学测试中的关键技术,如低维微纳米试样的拾取、操纵与固定技术、片上微驱动技术、片上微位移与微力检测技术。最后,得出基于MEMS技术的片上力学测试方法有望成为低维纳米材料力学测试的发展方向,并指出此方法中存在的问题。

一维纳米结构的拉伸力学测试

对一维纳米结构开展轴向拉伸测试时,面临着样品制备、装载、拉伸、样品的轴向应力与应变的高精度测量等难点,解决途径包括改造现代显微仪器、研制MEMS力学测试芯片及发展一维纳米样品的制备与装载技术。从实验使用的测试仪器及拉伸方式出发,将目前发表的一维纳米拉伸实验分为基于探针、MEMS和电子束辐照开展的拉伸实验,并对各种实验方法进行了比较。发现基于MEMS的拉伸实验由于其对测试仪器的改造小、花费少、且通过设计制作不同测试功能的芯片可实现多样测试,是更有发展前景的测试技术。

单晶硅微桥式梁力学性能的弯曲测试

微梁是微电子机械系统（MEMS）中常见的结构，单晶硅是MEMS最基本、最常用的材料之一，其材料力学性能需要精确的评价。应用光刻等技术加工了六组不同尺寸的微桥式梁试件，并进行了弯曲测试，梯形截面的试件可代表矩形、方形等截面的常见微梁。弯曲测试选用的纳米压痕法适用于弹塑性材料，且可同时获取弹性模量、硬度和弯曲强度等多种力学性能参数。实验测得单晶硅的平均弹性模量为（170．295±2．4850）GPa，没有呈现尺寸效应；弯曲强度在3．24～10．15GPa范围内变化，有较强的尺寸效应，平均硬度为（9．4967±1．7533）GPa，尺寸效应不太明显。

隧道围岩压力与衬砌体受力特性原位测试

以工程实例为背景,对隧道洞口段施工过程中围岩的收敛变形,锚杆作用应力,初次衬砌、二次衬砌内的应力与变形,以及衬砌间的压力进行观测,取得大量的试验数据,并结合施工过程进行分析,为隧道衬砌设计和施工的安全可靠性提供科学依据和技术指导,为进一步的工程研究积累资料.

MEMS材料力学性能测试方法

随着微机电系统(MEMS)的蓬勃发展,如何准确获得MEMS材料的力学性能参数成为当今研究的热点。由于尺度微小,试样的夹持、载荷的施加和测量、位移的测量等问题十分突出。本文对当今MEMS力学性能研究中一些典型的微测试方法,如纳米压痕法、单轴拉伸法、鼓膜法、微梁弯曲法及衬底曲率法等分别进行了阐述,详细介绍了这些方法的原理、优缺点以及可测得的力学性能参数。

物理力学与纳米科技的多学科交叉——“物理力学与纳米科技的多学科交叉若干问题青年学者研讨会”介绍

纳米科技、生命科学/生物技术、信息科学与技术是进入21世纪以来最具影响力的三个重要研究领域.在纳米尺度上,这些领域紧密关联,且物理、化学、力学、材料学、生物、微电子学等学科的交叉合作变得比以往任何时候都更为必要.在国家自然科学基金委员会的发起和支持下, “物理力学与纳米科技的多学科交叉若干问题青年学者研讨会”于2002年10月在北京召开.本文介绍了这次会议的召开背景和动机、31个报告的主要内容和与会代表在学科交叉研究等方面的体会和看法.

增氧型纳米递送系统用于光动力治疗的研究进展

光动力治疗是一种新型非侵入性治疗手段,其原理是光敏剂经激光触发后将能量转移至氧气,生成具有细胞毒性的单线态氧,从而诱导肿瘤细胞发生凋亡或坏死。作为一种氧依赖性治疗方式,光动力治疗的抗肿瘤效果明显受限于实体瘤的乏氧微环境。因此,逆转并改善肿瘤组织的缺氧情况可显著增强光动力治疗效果。本文重点讨论纳米递送系统介导的肿瘤增氧策略的研究进展,包括氧气直接递送策略、酶催化产氧递送策略、响应型材料原位产氧递送策略和微生物体供氧递送策略,以提高光动力治疗抗肿瘤效果,为进一步研究增氧型光动力治疗纳米给药系统提供了新思路和新方案。

一维单体纳米材料弹塑性变形机理的原位研究进展

近年来,随着研究技术手段的发展,纳米线表现出了大量具有潜在应用价值的新现象。清晰描绘纳米线结构与力学性能的构效关系对纳米器件的设计、服役以及性能优化具有重要的指导意义。本文首先归纳了纳米线力学性能几种常用的原位测试方法,其次介绍了各类纳米线在拉伸实验中的弹性和强度等力学性能,阐述了纳米线与尺寸相关的塑性变形,此外简述了纳米线在原位测试中所表现出的奇特力学行为。今后,系统地研究原位电镜表征过程中电子束辐照对纳米线变形行为的影响,探究纳米线在复杂外场环境下所展现的力学性能,从而建立一套完备的理论指导体系,是纳米材料性能原位表征领域的重要发展方向。

技术系统的现状及其对策

本文比较全面地总结了建所30年来技术系统所取得的主要成绩;分析了在改革开放大环境下技术系统所面临的挑战;讨论并提出了技术系统走出谷底的对策;对技术系统的发展方向提出了建议。

MT-3B型载荷试验样机鉴定会

新研制的MT-3B型载荷试验机,是工程地质勘察中评价地基土(粘性土、砂类土、大块碎石类土,包括矸石等人工填土)的物理力学指标的重要原位测试设备,四川红字机械厂已于1980年6月底生产出三台样机.7月下旬由四川省第五机械局主持名开了MT-3B型载荷试验样机鉴定会.与会代表认为,红宇机械厂生产的MT-3B型载荷试验机比MT-3A型载荷试验机设计更合理、结构更紧凑、性能稳定可靠,达到了国内先进水平.希望厂方早日向用户供货,并希望根据我国电子技术的发展,进一步提高观测系统的自动化水平.

广东省建筑科学研究院地基基础研究三室

随着我省高层建筑不断兴建,涉及岩土工程的问题越来越复杂,广东省建筑科学研究院地基研究三室在省科委支持下,引进了美国、加拿大、瑞士等国的先进岩土原位监测与测试仪器,包括深基坑水平及垂直位移监测系统——沉降分析仪和测斜仪;原位测试系统——地下水位观测仪及孔隙水压力仪,预钻式旁压仪及十字板剪切仪,DMT测胀仪。上述仪器可在现场或室内完成一系列岩土工程测试,对岩土体物理力学性状进行边续有效的观测与评定。我室愿与工程技术界紧密合作,采用先进的测试仪器和科学方法。

广东省建筑科学研究院地基基础研究三室

随着我省高层建筑不断兴建,涉及岩土工程的问题越来越复杂,广东省建筑科学研究院地基研究三室在省科委支持下,引进下美国、加拿大、瑞士等国的先进岩土原位监测与测试仪器,包括深基坑水平及垂直位移监测系统——沉降分析仪和测斜仪;原位测试系统——地下水位观测仪及孔隙水压力仪,预钻式旁压仪及十字板剪切仪,DMT测胀仪。上述仪器可在现场或室内完成一系列岩土工程测试,对岩土体物理力学性状进行连续有效的观测与评定。

广东省建筑科学研究院地基基础研究三室

随着我省高层建筑不断兴建,涉及岩土工程的问题越来越复杂,广东省建筑科研院地基研究三室在省科委支持下,引进了美国、加拿大、瑞士等国的先进岩土原位监测与测试仪器,包括深基坑水平及垂直位移监测系统---沉降分析仪和测斜仪;原位测试系统---地下水位观测仪及孔隙水压力仪,预钻式旁压仪及十字板剪切仪,DMT测胀仪。上述仪器可在现场或室内完成一系列岩土工程测试,对岩土体物理力学性状进行连续有效的观测与评定。

材料

Y2000-62274-1406 0015918采用多层电致伸缩材料的执行器系统建模=Modelingof actuator systems using multilayer electrostrictive mate-rials[会,英]/Lee,F.-S.//1999 IEEE IntemationalConference on Control Application,Vol.2.—1406～1411(NiK)本文提出了采用多层电致伸缩材料的燃料注入阀模型。基于有限元方法。模型描述了多层电致伸缩材料执行器的动力学以及其它集中参数状态分量动力学的相关性。仿真结果揭示了采用不同层电致伸缩材斟执行器的性能。0015919纳米材料的结构分析[刊]/高金堂//分析测试技术与仪器.—2000,6(2).—70～74(K)介于宏观与微观的纳米粒子具有特殊的结构与性能,采用现代分析测试技术确定纳米材料的结构。