AFM成像表面形貌和表面粗糙度
在做原子力顯微鏡AFM測試時,科學指南針檢測平臺工作人員在與很多同學溝通中了解到,好多同學對AFM測試不太了解,針對此,科學指南針檢測平臺團隊組織相關同事對網上海量知識進行整理,希望可以幫助到科研圈的伙伴們;
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AFM可以對樣品表面形態(tài)、納米結構、鏈構象等方面進行研究,獲得納米顆粒尺寸,孔徑,材料表面粗糙度,材料表面缺陷等信息,同時還能做表面結構形貌跟蹤(隨時間,溫度等條件變化)。也可對樣品的形貌進行豐富的三維模擬顯示,使圖像更適合于人的直觀視覺。圖1表征的是納米顆粒的二維幾何形貌圖和三維高度形貌圖。
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圖1 納米顆粒的2D主形貌(a)和3D主形貌(b)
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AFM的高度像可用于樣品表面微區(qū)高分辨的粗糙度測量,應用合適的數(shù)據(jù)分析軟件能得到測定區(qū)域內粗糙度各表征參數(shù)的統(tǒng)計結果,一般儀器供應商會提供配套的數(shù)據(jù)處理軟件。表面粗糙度的定量常用美國機械工程協(xié)會的ASME B46.1粗糙度分析標準。表面平均粗糙度Ra,最大高度粗糙度Rmax和均方根粗糙度Rq等是常用的表征粗糙度的參數(shù),其含義分別是:在所考察區(qū)域內相對中央平面測的高度偏差絕對值的算術平均值(Ra),在橫截面輪廓曲線圖中在輪廓長度范圍內相對中心線最高點與最低點高度的差值(Rmax),Rq是指在取樣長度內,輪廓偏離平均線的均方根值,它是對應于Ra的均方根參數(shù)。計算機根據(jù)高度數(shù)據(jù)能自動計算出輪廓算術平均偏差Ra,最大高度粗糙度Rmax和均方根粗糙度Rq。
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