原子力显微镜探针选择及常见故障解决方法

基于针尖和样品之间的各种相互作用力,原子力显微镜(AFM)可用于样品表面形貌、摩擦力等各种物理特性的研究,它是纳米科技研究中一个重要工具。影响AFM测量图像质量的因素很多,如振幅参数、积分增益I、比例增益P、衰减增益和扫描速度等,而探针同样是提高样品表面形貌像成像质量的关键。通过采用控制变量法,并以均方根粗糙度Rq作为评判标准,用不同参数的探针测量同一样品。实验结果表明,探针的共振频率f、弹性系数k、曲率半径Rh等对测量样品粗糙度均有较大影响,可选择合适的探针,提高成像质量。同时,针对仪器使用中出现的一些常见现象及故障,作出了解释和解答。     

虚实一体的原子力显微镜实验系统

研究开发了虚实一体的原子力显微镜实验系统,由AFM原理演示及模拟扫描软件系统、AFM模拟演示探头系统和AFM实验仪器装置等部分组成。开展了AFM实验背景的介绍、相关原理的仿真演示、AFM操作的模拟训练、AFM模拟扫描成像实验数据的测量及相关的实验研究。实现了对学生进行创新思维、操作技能、知识整合等各种层次的训练,并建立了"回顾历史、触摸现在、遇见未来"的四维空间物理实验教学模式,具有低成本、多功能和高效率等特点。该虚实一体的AFM实验系统已在我校得到很好的推广与应用。     

基于田口试验法的铣削加工表面粗糙度与铣削参数优化

表面粗糙度对后续涂层质量及有效性有着直接影响。围绕模具钢(钢1. 2738)铣削加工表面粗糙度研究,在铣削过程中通过改变切削参数(切削速度、进给速度、径向切削深度、轴向切削深度),利用田口试验法建立L16正交阵列开展试验。对试验结果的表面粗糙度通过方差分析获得每个参数对表面粗糙度的影响。结果表明,径向切削深度、径向和横向切削深度对表面粗糙度影响最大,影响贡献值分别为30%和24%。     

原子力显微镜在高分子领域的应用进展

原子力显微镜(AFM)是在扫描隧道显微镜(STM)基础上发明的又一种纳米级高分辨率显微技术，目前已在高分子领域获得了广泛的应用．AFM无需对样品进行任何预处理即可对各种材料进行微观区域的表面形貌及机械性能探测，或者直接进行纳米操纵．表文则从表征聚合物聚集态、物理性质、分子量及其分布等几个方面综述了当前AFM应用于高分子材料研究的最新进展和新技术．     

355nm紫外激光抛光工艺参数对蓝宝石表面粗糙度的影响

通过用波长为355nm的紫外激光对蓝宝石进行抛光,利用激光共聚焦扫描仪测量抛光后的表面粗糙度Ra,并结合抛光前后蓝宝石表面微观形貌特征观测,研究紫外激光脉冲能量、激光光束扫描速度、激光重复频率及激光光束入射角等工艺参数对蓝宝石表面粗糙度Ra的影响规律。     

响应曲面法3D打印制件表面质量的实验研究

为提高熔融沉积成型(FDM)制件的表面质量,采用回归设计试验与响应曲面法相结合的方法研究打印速度、喷嘴温度、层高、走线宽度以及两两之间的交互作用对FDM制件表面粗糙度的影响.确定了影响表面粗糙度的显著性因素和使表面粗糙度达到最小的工艺参数组合,基于最优参数组分析了倾斜角度对于表面质量的影响.实验结果表明:工艺参数对表面...     

对靶磁控溅射Co/TiO_2薄膜制备和表征

为了研究稀磁半导体Co/TiO2薄膜的微观结构和磁性,进一步探讨制备工艺和测量方法对稀磁半导体薄膜材料的影响。通过高真空对靶直流磁控溅射装置和原位退火工艺制备了Co/TiO2薄膜样品,然后利用扫描探针显微镜、振动样品磁强计和X射线衍射仪对所制得的薄膜样品的磁性和微结构进行了研究,发现磁性金属Co的掺杂量对Co/TiO2薄膜的结构及磁性有重要影响。结果表明:样品的表面粗糙度和颗粒尺寸随磁性金属含量升高而增大;随着Co百分含量的升高,形成的薄膜样品Co/TiO2和Co金属混合结构会减小矫顽力;对于Co含量较低样品其磁滞回线的斜率在低温测量时得到的结果明显小于室温环境的结果,归因于受到了顺磁相的影响。由X射线衍射结果可知此时样品为锐钛矿结构。     

扫描探针显微镜对硬盘磁畴形态和表面形貌的研究

通过磁力显微镜(MFM),采用不同的提升高度(LSH)对垂直磁记录硬盘磁畴形态和表面形貌进行了实验;单独采用常规AFM对同一硬盘区域进行了形貌考察,用来和MFM得到的形貌进行比较。实验证明:MFM实验时设置的LSH必须小于等于给硬盘写入磁信息时磁头的飞行高度才能够清晰分辨磁畴的形态;另外,由于磁力的存在造成了在使用MFM同时测定硬盘的磁畴形态和表面形貌时,产生了严重失真的表面形貌假象,必须另外通过常规AFM检测才能准确确定硬盘的表面形貌和粗糙度数值;这种形貌假象也是磁信息的一种变相体现,可以通过硬盘类光滑样品的MFM失真形貌图来间接辅助确定其磁畴的形态分布。     

Fama2电解抛光对低碳钢EBSD制备的影响

电子背散射衍射技术是微区取向分析的强有利工具,它对试样表面状态要求严格。我们以低碳钢板为试验材料,通过电解抛光的方法对表面粗糙和变形层进行剥蚀,改变电解抛光的电压和时间,观察形貌和测定粗糙度,研究电解抛光工艺对样品表面形貌的影响。最终确定最佳的制备工艺为:电压12V,抛光时间40 S,达到表面平整,粗糙度小。     

成形磨齿表面粗糙度分析及实验研究

表面粗糙度是用来评价一个加工后的零件的几何精度的标准,影响表面粗糙度的因素很多,其中包括砂轮的表面特性、形貌、磨削工艺参数等。通过磨削工艺实验并对数据分析找出表面粗糙度的影响因素及其变化规律,这样能够更好地找出使粗糙度变低的磨削参数以及砂轮的修整参数,所得出的参数能够为降低粗糙度提供更为充足的数学依据。