[发明专利]单根纳米线原位力学性能测试和结构分析的方法及其装置

摘要

本发明属纳米材料原位表征领域。现有纳米材料力学性能测试中性能测试和结构分析是分开进行的，且操作复杂等。本发明方法：纳米线放入有机溶剂中，超声波分散10－30分钟成悬浮液后滴在涂有60－120nm火棉胶支持膜的金属载网上，使纳米线附着在支持膜上；将金属载网固定在试样座上放入透射电镜中；测量纳米线的原始长度l₀和直径d₀，调整透射电镜的电子束加速电压为80KV至400KV，束流密度在10²⁰至8×10³⁰电子/平方厘米秒，使火棉胶支持膜发生变形；纳米线随之变形；实时原位记录纳米线的变形过程中结构变化；测量变形后纳米线长度l和直径d，用公式n＝l₀/d₀计算纳米线的长度和直径比，ε＝l－l₀/l₀计算纳米线的最大应变量。本发明成本低工艺简单，从纳米尺度及原子层次上揭示一维纳米线的力学性能。

主权项

1、一种单根纳米线原位力学性能测试和结构分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将纳米线放入与纳米线不发生反应的有机溶剂中，超声波分散10-30分钟，分散成悬浮液，将该悬浮液滴在涂有60-120nm火棉胶支持膜的金属载网上，使纳米线附着在支持膜上面；该金属载网的孔径为100目至1000目；2)将金属载网固定在透射电子显微镜样品杆的试样座上放入透射电镜中；3)测量纳米线的原始长度l0和直径d0，调整透射电子显微镜的操作参数使火棉胶支持膜发生卷曲变形；分布在支持膜上的纳米线随着支持膜的变形发生弯曲变形；透射电子显微镜操作参数范围为：电子束加速电压为80KV至400KV，电子束束流密度在1020至8×1030电子/平方厘米秒之间；4)通过透射电子显微镜实时原位记录纳米线的变形过程中最大应变区域结构变化；5)变形停止后测量变形后纳米线的长度l和直径d，利用公式$n=\frac{l_0}{d_0}$ 计算纳米线的长度和直径比，$ϵ=\frac{l-l_0}{l_0}$ 计算纳米线的最大应变量。