仪器网(yiqi.com)欢迎您!

| 注册登录
网站首页-资讯-专题- 微头条-话题-产品- 品牌库-搜索-供应商- 展会-招标-采购- 社区-知识-技术-资料库-方案-产品库- 视频

技术中心

当前位置:仪器网> 技术中心>表面微区的力学分析能手

表面微区的力学分析能手

来源:安东帕(上海)商贸有限公司      分类:应用方案 2020-01-16 09:58:34 682阅读次数
扫    码    分   享

       材料研究的不断深入对微观尺度上的力学测量提出了越来越高的要求。安东帕Tosca系列原子力显微镜(AFM)不仅利用各种成像模式提供高分辨率的三维表面图像,而且还可以使用力曲线提供灵敏的力学测量。Tosca  AFM的力学测量具有定位极ng准,针尖尺寸小(纳米级曲率半径),力学探测灵敏度高的特点,对材料微区的力学研究具有独到的优势。


安东帕Tosca系列原子力显微镜.jpg


       力曲线通过Z轴方向压电陶瓷的受控运动来 控制探针和测试样品间的作用力。在AFM的形貌成像模式中,探针在XYZ方向上移动以记录三维表面图像。而在AFM力曲线模式下,探针仅在Z方向上移动,由接近样品表面到从表面退针形成一个完整的测试周期,获得单点上力随探针Z向位置变化的关系。AFM 力曲线测量可以对测量的微区进行纳米级的极ng准定位;垂直分辨率可达到亚纳米尺度;力学分辨率由探针悬臂的特性决定,可达皮牛范围。力曲线通过各种接触力学模型的计算,可以得到样品的定量力学性质,如杨氏模量和粘附力等。这里我们使用 Tosca 原子力显微镜对共混聚合物薄膜进行力曲线的测量,在由PMMA和SBS共混物组成的薄膜上对不同成分的微区分别进行力学性能的分析。


图1PMMA/SBS共混聚合物的AFM形貌像.jpg


图1PMMA/SBS共混聚合物的AFM形貌像


       图1显示了共混聚合物的AFM形貌图,从形貌图中可以清晰地看到两种成分分布的区域。红色的十字标记表示力曲线测量的位置,这里分别在两种成分的区域进行定点力曲线测量。


20200116-997951730.jpg

图2 力曲线原始信号


图3力信号转化后的力曲线.jpg


图3力信号转化后的力曲线


        通常力曲线测量的原始信号是悬臂的偏转随距离的变化,如图2所示, 其包含靠近(蓝色)曲线和回撤(红色)曲线作为一个完整的周期。一旦悬臂与样品表面接触,悬臂偏转开始改变, 该偏转与探针所受的作用力相关。力曲线所测量直接得到的是悬臂的偏转,不能直接用于力的定量计算,需要确定探针和测试系统的部分参数后,如悬臂的弹性系数,系统探测灵敏度等,在软件里通过换算将电压单位转换为力的单位。在此基础上,获得定量的力值(见图3)。


图4 力-分离曲线.jpg


图4 力-分离曲线


       为了进一步研究材料的力学性质,例如,计算杨氏模量,力曲线必须转化为力-分离曲线,该曲线反映力与探针-样品相对位置的关系,从而得到样品的针尖压入深度的信息。

       图4显示了力-分离曲线的靠近阶段部分。该曲线通常结合各种已知的接触力学模型 (如Herz、Sneddon等),以提取杨氏模量的值。这里使用软件自带的Sneddon模型,得出图1中红色十字所表示的PMMA微区和SBS微区的杨氏模量分别为1.41 GPa和226 MPa。



(来源:安东帕(上海)商贸有限公司)


标签:原子力显微镜AFM

相关产品

参与评论

全部评论(0条)

获取验证码
我已经阅读并接受《仪器网服务协议》

推荐阅读

版权与免责声明

①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。

②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。

③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。

④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi

关于作者

作者简介:[详细]
最近更新:2024-09-05 09:08:13
关注 私信
更多

最新话题

最新文章

作者榜

请您留言

感谢您的关注,当前客服人员不在线,请填写一下您的信息,我们会尽快和您联系。

提交