一、引言：當(dāng)材料厚度進(jìn)入微米時代，傳統(tǒng)萬能機(jī)"看"不到力

二、技術(shù)架構(gòu)：微力-微位移-微樣品的"三微"設(shè)計

1. 微力測量
• 應(yīng)變片式雙梁傳感器，容量 9.8 N，0.1 mN 分辨率，年漂移 < 0.05 %FS
• 雙溫度補(bǔ)償橋路，消除實(shí)驗(yàn)室溫度波動（0-50 °C）對零點(diǎn)影響
2. 微位移驅(qū)動
• 伺服電機(jī) + 研磨級滾珠絲杠，速度 0.1-100 mm/min，定位重復(fù)性 ±0.1 µm
• 1 kHz 閉環(huán)控制，可捕捉碳纖維 0.4 %瞬時應(yīng)變突變
3. 微樣品適配
• 夾持面寬 5/10/20 mm 快換式氣動夾，齒面鍍硬鉻 Rz ≤ 0.4 µm，防止超薄材料滑脫
• 夾持力 0.05-0.3 MPa 無級調(diào)整，避免隔膜類材料鉗口破裂
4. 高剛度微變形機(jī)架
• 一體式鑄鐵底座 + 箱式橫梁，機(jī)架柔量 ≤ 2 µm/kN，保證微伸長測量真實(shí)
• 整機(jī)質(zhì)量 18 kg，臺式 A4 底面積，無需地基

三、軟件與數(shù)據(jù)處理

• 實(shí)時應(yīng)力-應(yīng)變曲線（1 kHz 采樣）
• 自動計算：Et（彈性模量）、σb（抗拉強(qiáng)度）、εb（斷裂伸長）、韌性面積
• 環(huán)向拉伸、定伸長循環(huán)、蠕變、應(yīng)力松弛四種模板
• CSV/Excel 一鍵導(dǎo)出，與 ERP/LIMS 對接

四、功能應(yīng)用案例

1. 電池隔膜 12 µm PE
• 條件：寬 15 mm，標(biāo)距 50 mm，速度 10 mm/min
• 結(jié)果：σb = 165 MPa，εb = 135 %，Et = 1.2 GPa，CV < 3 %（n=10）
2. 柔性 PI 電路板 25 µm
• 高溫 150 °C 測試：σb = 230 MPa，εb = 75 %，滿足回流焊制程
3. 醫(yī)用透析紙 40 g/m2
• 濕態(tài)（相對濕度 85 %）測試：σb = 18 MPa，εb = 4.2 %，指導(dǎo)滅菌袋封口參數(shù)

五、校準(zhǔn)與溯源

• 載荷：0.98 N / 4.9 N / 9.8 N 標(biāo)準(zhǔn)砝碼三點(diǎn)，可追溯 JCSS
• 位移：0.1 mm / 10 mm / 50 mm 塊規(guī)比對，線性度 ≥ 99.98 %
• 每日 30 s 空載自檢，自動修正零點(diǎn)漂移

六、環(huán)境附件（選配）

• 高溫型：20-200 °C，氮?dú)獯祾撸m合 PI、LCP 等熱制程材料
• 濕度型：30-90 %RH 飽和鹽法，模擬紙張吸濕軟化曲線
• 水中/IPA 槽：隔膜溶脹態(tài)原位拉伸，避免干燥假象
• 視頻同步：×50-×500 顯微，記錄斷裂瞬間形貌

七、與 10 kN 萬能機(jī)對比

八、維護(hù)與可靠性

• 傳感器 10 年免標(biāo)，同步帶 5000 h 更換
• 無潤滑油，潔凈室友好
• 每日 30 s 空載自檢，自動修正零點(diǎn)

九、結(jié)論

• 0.1 mN 分辨率，滿足隔膜、碳纖等材料
• 0.1 µm 位移，真實(shí)捕捉低伸長脆斷
• 18 kg 臺式，無需地基，實(shí)驗(yàn)室任意擺放