科學(xué)指南針-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(xué)指南針檢測平臺工作人員在與很多同學(xué)溝通中了解到,好多同學(xué)對AFM測試不太了解,針對此,科學(xué)指南針檢測平臺團隊組織相關(guān)同事對網(wǎng)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(jié)構(gòu)、鏈構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)用合適的數(shù)據(jù)分析軟件能得到測定區(qū)域內(nèi)粗糙度各表征參數(shù)的統(tǒng)計結(jié)果,一般儀器供應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。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(nèi)相對中央平面測的高度偏差絕對值的算術(shù)平均值(Ra),在橫截面輪廓曲線圖中在輪廓長度范圍內(nèi)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(nèi),輪廓偏離平均線的均方根值,它是對應(yīng)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(shù)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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