月度档案。4 月 2019

测试软性、柔性材料的重要性

非常柔软和灵活的样品的一个例子是微电子机械系统。MEMS被用于日常商业产品，如打印机、移动电话和汽车[1]。它们的用途还包括特殊功能，如生物传感器[2]和能量采集[3]。对于它们的应用，MEMS必须能够在其原始配置和压缩配置之间反复可逆地过渡[4]。为了了解这些结构对机械力的反应，可以进行压缩测试。压缩测试可以用来测试和调整各种MEMS配置，以及测试这些样品的上限和下限力。

测量目标

在这个案例研究中，Nanovea对两个独特的不同的柔性弹簧状样品进行了压缩测试。我们展示了我们在非常低的负载下进行压缩和记录大位移的能力，同时准确地获得低负载下的数据，以及如何将其应用于MEMS行业。由于隐私政策，本研究中不会透露样品和它们的来源。

测量参数

注：当压头在空气中时，1V/min的加载速率与大约100μm的位移成正比。

结果和讨论

样品对机械力的反应可以从载荷与深度的曲线中看出。在上述的测试参数下，样品A只显示出线性弹性变形。图2是一个很好的例子，说明在75μN的载荷与深度曲线上可以实现的稳定性。由于载荷和深度传感器的稳定性，很容易察觉到样品的任何明显的机械反应。

样品B显示出与样品A不同的机械反应。超过750μm的深度，图表中开始出现类似断裂的行为。这可以从深度为850和975μm时载荷的急剧下降中看出。尽管在8mN的范围内以高负荷率行驶超过1mm，我们高度敏感的负荷和深度传感器允许用户获得以下光滑的负荷与深度曲线。

硬度是由负载与深度曲线的卸载部分计算出来的。刚度反映了使样品变形所需的力有多大。对于这个刚度的计算，使用了0.3的伪泊松比，因为材料的实际比率是不知道的。在这种情况下，样品B被证明比样品A更硬。

总结

使用Nanovea机械测试仪的纳米模块对两个不同的柔性样品进行了压缩测试。测试是在非常低的载荷（1mm）下进行的。用纳米模块进行的纳米级压缩测试表明该模块有能力测试非常柔软和灵活的样品。本研究的额外测试可以通过Nanovea机械测试仪的多负载选项解决反复循环负载对弹簧状样品的弹性恢复方面的影响。

有关这种测试方法的更多信息，请随时与我们联系：info@nanovea.com，如需更多应用说明，请浏览我们广泛的应用说明数字图书馆。

参考文献

[1] "MEMS的介绍和应用领域"。EEHerald，2017年3月1日。 www.eeherald.com/section/design-guide/mems_application_introduction.html.

[2] Louizos, Louizos-Alexandros; Athanasopoulos, Panagiotis G.; Varty, Kevin (2012)."微电子机械系统和纳米技术。下一个支架技术时代的平台"。Vasc Endovascular Surg.46 (8):605–609. doi:10.1177/1538574412462637.PMID 23047818。

[3] Hajati, Arman; Sang-Gook Kim (2011)."超宽频压电能量采集"。AppliedPhysics Letters.99 (8):083105. doi:10.1063/1.3629551.

[4] Fu, Haoran, et al. "Morphable 3D mesostructures and microelectronic devices by multistable bucklingmechanics."自然材料17.3（2018）: 268。