A Study on HA Titanium Surface with Atomic Force Microscope (AFM)

Three kinds of titanium surface especially the HA surface are analyzed. Titanium was treated by 3 kinds of methods that were acid ＆ alkali, calcic solution and apathe solution. Samples were observed by optic microscope and atomic force microscope （ AFM ） . The typical surface morphology of the acid and alkali group is little holes, and on the two HA surface the tiny protuberances is typical. The surface treated by apatite solution was smoother than the two formers. The rough surface treated with acid and alkali was propitious to Ca^＋ , P^- and proteins＇ adhesion, and the relatively smooth HA surface was of benefit to the cell adhesion.

不同硬度煤样微观表面力学性质差异性研究

煤体自身力学性质对瓦斯动力灾害的发生具有重要的影响,为进一步研究软煤和硬煤微观差异性,采用原子力显微镜(AFM)内置PF-QNM模式对两种不同硬度煤样表面进行扫描,结果表明:软煤和硬煤微观形貌及力学性质存在较大差异,软煤表面粗糙度明显大于硬煤,微观表面起伏较小,但波峰数量较多,可为气体吸附提供较多吸附点位。不同煤样扫描区域内表面弹性模量和粘附力均符合正态分布。受构造作用和变质程度的影响,其微观结构排列较为紧密,弹性模量整体表现为大于硬煤。不同煤样微观力学性质均表现出明显的非均质性,煤体表面具有一定的粘附力,具有突出倾向的软煤表面粘附力大多集中在0~100 nN,硬煤表面粘附力大多集中在100~400 n N,软煤的最大引力作用距离d0要明显小于硬煤。在应力扰动或压力梯度作用下,气体容易发生快速解吸,容易导致煤与瓦斯突出事故。

录像带的表面形貌和微摩擦特性

利用原子力／摩擦力显微镜研究了Sony和国产画王录像带的表面形貌、纳米级载荷下的微摩擦性能结果表明：画王带的粗糙度和粒度均与Sony带相当，但其摩擦系数高于Sony带；摩擦力图与表面形貌、形貌斜率图间有较好的对应关系，微摩擦力随载荷。

水化硅酸钙纳米尺度微结构的AFM研究(英文)

用原子力显微镜的轻敲模式对采用特殊复型技术制备的平滑水泥基材料试样中水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,C–S–H)的纳米尺度结构进行了研究。研究发现:水泥水化产物C–S–H形态呈凝胶状,是由一种基本的结构单元——粒径约为5nm的纳米颗粒组成,这些纳米颗粒相互之间会凝聚和自组装成不同的微米构造,微米构造的特征与生长空间有关。纳米微粒表面吸附水后在微粒之间产生一种聚凝连结,随着龄期的增长,纳米微粒的粒径逐渐增大,聚羧酸减水剂的掺入也促进了纳米微粒的长大,这主要是由于纳米微粒之间形成更多较强的结构连结所致。经过溶蚀处理后的C–S–H凝胶样品表面的纳米颗粒粒径明显减小并接近了基本结构单元的尺寸,其主要原因是NH4NO3使C–S–H凝胶体系中的一些未与[SiO4]四面体结合的Ca(OH)2溶解,因此,可以认为纳米颗粒之间主要的结构连结是Ca—O假六方体的共晶连结。

原子力显微镜研究材料光滑表面的微摩擦性能

用原子力显微镜研究了单晶硅、云母表面的微摩擦性能,通过选择扫描角度及对分长度的方法,研究了一种有效的测试光滑材料表面微观静摩擦力的方法。结果表明,新解理云母与探针间的微观静摩擦系数和动摩擦系数均低于单晶硅的表面,但粘附力要大于单晶硅,这可能是由于新解理云母表面带有的电荷易吸收水分造成的。

影响分子沉积膜纳米摩擦特性的几个因素

利用原子力显微镜探讨了表面电荷及分子端基对分子沉积膜纳米摩擦特性的影响,并考察了表面形貌在不同扫描方向和法向高度上对摩擦力的影响.结果表明:对Si3N4针尖而言,表面净电荷对摩擦特性有一定的影响,不同类型的表面电荷对摩擦力和摩擦系数的影响不同,正电荷影响相对较大;在较小载荷和粘附力的条件下,针尖在表面上滑动时所受的摩擦作用同分子端基有关;单层CuTsPc分子沉积膜表面形貌的取向对摩擦力影响不大,分子沉积膜的表面高度同摩擦力,即时测量值并不存在对应关系,摩擦力受表面形貌的影响较小.

2种改性剂对沥青表面形貌的影响

为了研究改性剂对沥青表面形貌的影响,利用原子力显微镜(AFM)对基质沥青、SBS改性沥青以及Sasobit改性沥青老化前后的表面形貌进行测试.结果表明:SBS改性沥青"蜂状结构"数量及所占面积比基质沥青更小,表面更粗糙,Sasobit改性沥青"蜂状结构"为细长形,数量很少,表面粗糙度很大;3种沥青老化后"蜂状结构"均表现为体积增大,数量增加,表面粗糙度增大;SBS改性剂可以提高沥青的高温稳定性及短期抗老化能力;Sasobit改性剂能够改变沥青的晶体结构分布,提高沥青抗老化性能;单个"蜂状结构"平均面积变化情况能较好地评价沥青老化特性.

TiO_2纳米膜表面结构形态特征

采用反胶束法制备TiO2纳米溶胶,用浸渍提拉法在不同的条件下制备了三种TiO2多孔纳米薄膜,并利用AFM、SEM、XRD等方法对膜表面结构物理化学特性进行表征.结果表明三种膜基本上由粒径约为59nm的纳米粒子以不同的方式堆积而成,溶胶刚生成时浸提一次,干燥、焙烧得到膜上纳米粒子分布均匀,所生成的二次粒子粒径最小,二次粒子形成的二次表面粗糙度最小,浸提10次得到膜上纳米粒子间存在较丰富缝隙结构,二次粒子粒径及其形成的表面粗糙度较大,而溶胶制备好陈化6h后浸提得到的膜上二次粒子粒径最大,表面粗糙度最高。由分形理论估算得到三种膜的分形维数分别是2.22、2.20和2.27XRD测试表明,膜上TiO2为锐钛矿晶相.这些结果表明,采用不同制备步骤得到的膜,其表面结构形态存在较大的差异.

表面活性剂及复配在云母片上吸附的AFM研究

借助原子力显微镜对十二烷基硫酸钠(SDS)/十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及其复配溶液在云母表面的吸附以及吸附后不同的表面形貌和微摩擦特性进行了研究,探讨了摩擦力与表面形貌的关系。结果表明,SDS与CTAB表面活性剂分子都以纳米级颗粒吸附于云母表面;摩擦力受表面形貌的影响,但不成一一对应关系;在0.8和2倍临界胶束浓度(CMC)下,SDS/CTAB=1∶1复配溶液在云母表面吸附后的润滑效应较其它配比好。

锆石环氧树脂靶表面形貌特征及对LA-ICP-MS分析影响研究

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是目前锆石研究常用方法之一,该法普遍采用环氧树脂靶为载体,对锆石环氧树脂靶表面形貌及平整度影响进行研究,有助于评估其制作工艺以及LA-ICP-MS锆石分析的准确性。本次研究采用原子力显微镜(AFM)对锆石环氧树脂靶表面进行形貌分析,并通过分析和对比193nm激光不同剥蚀模式和不同剥蚀条件下的锆石表面形貌,研究锆石表面形貌及平整度对LA-ICP-MS锆石分析的影响;同时实验采用氩离子抛光技术对锆石环氧树脂靶进行二次抛光,并探讨该技术对锆石环氧树脂靶影响。实验结果表明本次靶中表面总体平整性较好但存在细微的不平,锆石表面存在程度较小(几至几十纳米的不等)的擦痕,锆石颗粒边缘与靶面存在高差和间隙;而通过研究后认为锆石表面细微的不平对于分析的影响小于能量密度、频率、移动速率等其他激光参数的影响,对分析准确性的影响较小。实验分析并对比了锆石和玻璃标准等不同基体的线扫描形貌,发现其剥蚀深度以及剥蚀形貌存在差异,相同剥蚀条件下线扫描剥蚀深度:NIST610>CGSG系列>锆石91500。经氩离子二次抛光后锆石样品表面擦痕不明显,但可能会对锆石造成损伤等影响。本次研究认为锆石环氧树脂靶表面总体平整性较好,锆石表面细微的不平对分析准确性的影响较小,不同基体的线扫描形貌研究则为LA-ICP-MS锆石及其他分析提供了参考,而氩离子抛光技术对LA-ICP-MS分析的影响及应用还有待进一步的研究。

表面性质对扫描力显微术成像的影响

利用微接触印刷的方法制备了图形化的自组装膜。考察了膜的表面性质对接触式原子力显微镜（ＡＦＭ），摩擦力显微镜（ＦＦＭ）和剪切力显微镜（ＳＦＭ）的成像的影响。发现ＡＦＭ能反映样品的表面形貌，而ＦＦＭ和ＳＦＭ的成像受表面性质的影响较大，在表面性质差别很大的图形表面上会出现图像衬度与表面形貌反转的现象。

考虑摩擦力及试样表面倾角的原子力显微镜扫描模式

原子力显微镜(Atomic force microscopes,AFM)接触模式下的测量结果因受样本表面倾角和针尖—样本表面间摩擦力的影响而存在较大的测量误差。为避免针尖—表面间的摩擦力对AFM测量试样表面形貌的影响,并能够准确测量表面倾角,提出了一种新的AFM工作模式——消除倾角和摩擦力影响模式。在这种工作模式中,扫描方向垂直悬臂的长轴方向,通过测量悬臂的竖向和横向偏转而得到针尖所受的竖向和横向力,并计算得到针尖—试样表面间的vander Waals力及试样表面局部倾角,然后结合针尖顶点和扫描器的位置及针尖—试样表面间距可以得到试样表面形貌的测量结果。在上述工作模式下,针尖—试样表面间的摩擦力是可控的,能够避免针尖或试样的损伤。仿真结果证明了这种方法的可行性。

化学沉积Ni-Cu-P合金镀层生长过程的原子力显微镜观察

用原子力显微镜 (AFM) ,对化学沉积Ni Cu P合金薄膜的表面形貌进行了观察 。

光学薄膜表面形貌的原子力显微镜观察

采用原子力显微镜 ( AFM) ,对常见的氧化物单层膜、增透膜和高反膜的表面形貌进行了观测 ,并初步研究了激光预处理对薄膜表面形貌的影响。

多晶体钛拉伸变形表面褶皱的形成及晶粒变形

用原子力显微镜对多晶体钛拉伸塑性变形中表面褶皱的形成及单个晶粒的变形进行了连续观察和测量。结果表明,表面褶皱随着应变量的增加而增大,而凹凸的相对位置关系不随变形的进行而变化。从单个晶粒来看应变量在0.1附近时由于孪晶的形成产生了新的凹凸,但对整体的表面褶皱凹凸位置关系没有大的影响。表面平均粗糙度和表面最大高低差随应变量的增加近似呈直线性增大,应变量在0.1左右时由于孪晶的形成,使粗糙度有较明显的增大。

原子力显微镜在材料研究中的应用

简述原子力显微镜的工作原理及特点，以实例介绍其在材料研究中的应用，指出原子力显微镜在材料的研究过程中有广阔的应用前景。

谷光甘肽-Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)配合物在硅片表面形貌的AFM分析

用原子力显微镜观察了谷胱甘肽-镉、铜配合物在硅片表面的形貌。低浓度时,谷胱甘肽-镉配合物主要以类球体颗粒无序地分散在基底表面,其表观高度和长度分别为(3.6±0.1)nm和(60±10)nm。随着浓度的增加,出现由小颗粒聚集而成的簇体。不同的缓冲溶液体系对谷胱甘肽-镉配合物的形貌无明显影响。谷胱甘肽-铜配合物首先由均匀的球体颗粒聚集成长链,然后随链延伸方向的不同,形成类似网状和线团状2种表面形貌,显示良好的方向性和均匀性。

原子力显微镜对材料表面微摩擦性能研究进展

原子力显微镜(AFM)被广泛应用于材料表面微摩擦学的研究,利用AFM针尖对样品表面进行扫描,来模拟在微摩擦中存在的点面接触的情况。综述国内外研究发现:微摩擦性能受多因素的影响,摩擦力与表面形貌呈现相同的周期性,随表面湿度增加先增大后减小,并与表面分子基团类型、相对滑动速度、表面势的改变有很大关系。

原子力显微镜在页岩储层表征中的应用进展

综述了原子力显微镜在页岩孔隙表面力学性质方面的应用进展,总结了原子力显微镜在页岩表面形貌和孔隙结构方面的应用,包括页岩表面粗糙度的主要表征参数以及孔隙结构的表征方法,介绍了分水岭法识别孔隙结构的优势,展示了原子力显微镜在页岩表面力学性质方面的应用,包括杨氏模量、粘附力和表面电势的表征,展望了原子力显微镜在孔隙结构和力学性质表征方面的应用前景,进一步增强对原子力显微镜在页岩孔隙结构和力学性质的应用上的认识。

扫描电子显微镜和原子力显微镜对于酵母表面形貌观察的比较分析

扫描电子显微镜和原子力显微镜均被广泛应用于样品表面形貌的检测分析。本文以正常酵母和富铬损伤后的酵母为研究对象,利用扫描电镜和原子力显微镜分别对正常和破损的细菌整体群落和单个菌株的形貌变化进行比较观察。通过观察结果,分析扫描电镜和原子力显微镜在表面形貌观测上各自具有的特点及优势。将两种观测技术优势性能结合互补,可以得到更加全面、准确的样品表面形貌特性,为两个大型仪器的联合分析提供了理论基础。