原子力顯微鏡的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)涉及多個(gè)方面,以確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。以下是對(duì)AFM原子力顯微鏡測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)介紹:
一、樣品制備標(biāo)準(zhǔn)
薄膜樣品:直徑應(yīng)小于12 mm,高度小于3 mm,要求樣品上下表面平整,高低起伏小于1μm。如尺寸超過(guò)范圍,可能需要收取相應(yīng)加工費(fèi)。
液體樣品:需配好膠體溶液,保證樣品均勻分散,無(wú)沉積,溶液澄清透明。如需超聲或稀釋?zhuān)?qǐng)事先說(shuō)明,并提供相應(yīng)的溶劑(去離子水除外)和稀釋倍數(shù)。液體樣品一般涂到新鮮解離的云母片上,如樣品在云母片上吸附不好,客戶(hù)可自行將樣品涂到其他底材上(如硅片)進(jìn)行測(cè)樣。
固體粉末樣品:由于AFM原子力顯微鏡是盲掃,對(duì)樣品的分散性要求非常高,因此Z好是以液體的形式進(jìn)行測(cè)試。固體粉末樣品一般只適合溶解性或分散性較好的樣品,通常提供不超過(guò)30 min的超聲預(yù)處理,溶劑由客戶(hù)提供(去離子水除外),并由客戶(hù)提供詳細(xì)的制樣條件。
二、測(cè)試參數(shù)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)
在進(jìn)行原子力顯微鏡楊氏模量測(cè)試時(shí),應(yīng)根據(jù)樣品的具體情況設(shè)置以下試驗(yàn)參數(shù):載荷量、掃描速度、掃描區(qū)域、掃描模式、掃描方向等。同時(shí),應(yīng)保證探針和樣品間距離合適,避免干擾和傷害樣品表面。
三、數(shù)據(jù)處理與分析標(biāo)準(zhǔn)
在進(jìn)行AFM原子力顯微鏡測(cè)試后,可以通過(guò)圖像處理軟件對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。常用的處理方法包括擬合分析、干涉對(duì)比等。經(jīng)過(guò)處理后,可以得到樣品各區(qū)域的楊氏模量數(shù)值和變化趨勢(shì),進(jìn)一步分析其彈性特征和力學(xué)性質(zhì)。
四、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
在進(jìn)行原子力顯微鏡測(cè)試后,需要根據(jù)不同領(lǐng)域和應(yīng)用的需要,對(duì)樣品的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括Z小值、Z大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等。同時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度,對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)給出相應(yīng)的可接受范圍和誤差范圍。
五、參考標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
ISO 14577-1:2015 "金屬和陶瓷材料的顯微壓痕硬度和楊氏模量的測(cè)量":這是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的關(guān)于金屬和陶瓷材料顯微壓痕硬度和楊氏模量測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn),其中包括使用AFM原子力顯微鏡進(jìn)行楊氏模量測(cè)試的方法和要求。
ASTM E2546-19 "標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)范,原子力顯微鏡楊氏模量測(cè)試":這是美國(guó)材料和試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)制定的原子力顯微鏡楊氏模量測(cè)試的實(shí)施規(guī)范,包括樣品制備、測(cè)試方法、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果報(bào)告等方面的要求。
DIN 50324-2 "塑料—維卡硬度測(cè)量—第2部分:AFM原子力顯微鏡法":這是德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)針對(duì)塑料材料維卡硬度測(cè)試的D二部分,介紹了使用原子力顯微鏡進(jìn)行維卡硬度測(cè)量的方法和要求。
以上是對(duì)AFM原子力顯微鏡測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)介紹。在實(shí)際操作中,建議參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和指南,確保按照正確的方法和要求進(jìn)行測(cè)量,并密切遵循儀器制造商的使用指南和操作建議。