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【求助】请问这里有没有高手用AFM表征过材料的润滑性能或者摩擦性能呢?

  • hellocat1979
    2007/03/28
  • 私聊

扫描探针显微镜SPM/AFM

  • 做了一种润滑材料,想用afm表征一下材料的润滑性能,不知该如何下手,问过veeco的工程师,说afm只能定性的表征润滑性能,而无法计算摩擦系数,很受打击,因为我看了几篇国外的文献都有算出来的,但是过程比较复杂,从没有接触过afm,不知该如何下手,我应该如何做哪些工作呢?期盼高手能够指点一下,谢谢!
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  • JayZHONG

    第1楼2007/03/29

    现在学术文章的发表就是新提出一个东西,reviewer很有可能会毙了你的文章;但是如果有类似的已经发表的文献,你只要参考他的做法,文章所用的方法就能被reviewer接受,夸张一点说,即使错了也没有关系,^_^。 虽然这么说,但是还是建议你仔细看看这些国外的文献,琢磨一下到底有没有道理!看看他是怎么做的!如果真的错了,建议你就定性而不是定量地说明问题。

    hellocat1979 发表:做了一种润滑材料,想用afm表征一下材料的润滑性能,不知该如何下手,问过veeco的工程师,说afm只能定性的表征润滑性能,而无法计算摩擦系数,很受打击,因为我看了几篇国外的文献都有算出来的,但是过程比较复杂,从没有接触过afm,不知该如何下手,我应该如何做哪些工作呢?期盼高手能够指点一下,谢谢!

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  • hellocat1979

    第2楼2007/03/29

    非常感谢,这几天正在努力的K这方面的文献,如果有了进展就上来向大家汇报,还请各位多多指点

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  • JayZHONG

    第3楼2007/03/29

    欢迎上来交流你的进展!

    hellocat1979 发表:非常感谢,这几天正在努力的K这方面的文献,如果有了进展就上来向大家汇报,还请各位多多指点

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  • leaflet

    第4楼2007/03/29

    用AFM不能直接计算摩擦系数,你可以利用AFM测出不同载荷下的摩擦数据,拟合曲线得到,只是一般AFM得到的摩擦数据是以电压信号(V)给出的,要转化为力值(N)会比较麻烦,探针需要进行精确的校核,这方面的文献也很多,你可以选择适合你的仪器条件的方法来做。

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  • hellocat1979

    第5楼2007/03/29

    楼上说得很对啊,我正在看的一篇文献就是这样做的,测量出不同载荷下的摩擦信号,然后以trace和retrace所得摩擦信号之间差值的一半与所加载荷做线性拟和,该直线的斜率可以用来定性的表示摩擦系数的大小,如果需要定量计算,则需要计算一个敏感度,该敏感度是一个将探针水平移动距离和摩擦信号联系起来的参数,计算好像很复杂。
    以上是今天的学习心得,不知对文献的理解是否有误,还请各位高手多多指教!谢谢!
    ps:这篇文献是Langmuir 15(22):7662-7669
    Friction coefficients derived from apparent height variations in contact mode atomic force microscopy images

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  • hellocat1979

    第6楼2007/03/29

    想麻烦问一下楼上兄弟,我用的是Veeco的仪器,对这种AFM探针进行校核的文章应该去哪里查呢?谢谢!

    timeiswealth 发表:用AFM不能直接计算摩擦系数,你可以利用AFM测出不同载荷下的摩擦数据,拟合曲线得到,只是一般AFM得到的摩擦数据是以电压信号(V)给出的,要转化为力值(N)会比较麻烦,探针需要进行精确的校核,这方面的文献也很多,你可以选择适合你的仪器条件的方法来做。

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  • leaflet

    第7楼2007/03/30

    对探针主要是确定法向和横向的弹性常数,一般需要知道探针及悬臂的尺寸根据公式进行计算,有个简单的方法,你可以去Carpick的网页
    http://mandm.engr.wisc.edu/faculty_pages/carpick/main.htm
    上边有专门的处理程序,直接算出悬臂的弹性常数。
    关于灵敏度,上边也给出了方法,你可以好好看看说明。

    需要注意的是,他们是用DI的仪器,横向灵敏度通过Force-Load曲线分析得到,有的仪器没有测F-L曲线这一项,所以还得根据仪器情况来确定。当然,如果你的仪器可以测这个曲线,那就恭喜你了

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  • hellocat1979

    第8楼2007/03/31

    非常感谢楼上兄弟提供的资料,不过还是有几个问题不是很明白,还望不吝赐教
    1. 我用的是veeco的仪器,只能得到力-距离曲线,与Force-Load曲线不是一回事,是吧?我在以90度扫描角度做力-距离曲线之前先做了力的校准,可以得到一个Deflection Sensitivity,根据veeco的手册,Sensitivity represents the cantilever deflection signal versus voltage applied to the piezo,这个是不是您说的横向灵敏度呢?
    2. 我现在知道可以由设定setpoint的值来改变针尖对样品施加的载荷F,但是我不是很确定应该如何将这个setpoint数值换算为载荷,我的计算方法是根据F=k*d,其中k值为悬臂的弹性常数,在做力-距离曲线之前进行了校准(这个校准的结果是否精确呢?是否必须经过您给出的连接当中的方法来校准呢?);d=Δz*B,Δz 为VCSmin与setpoint的差值,例如图中的7.6 div(借用一下veeco manual中的图,希望斑竹能够验证通过),B就是前面提到的Deflection Sensitivity,不知道我理解的对吗?
    3. 计算出针尖对样品的载荷F之后,我是不是就可以根据每一个不同的F下所得到的摩擦力图像来做摩擦力信号与载荷间的关系图了呢?这个摩擦力图像我无法同时导出trace和retrace的数据,是不是只能估算了?
    初次接触AFM,问的问题都比较弱,还请各位不要见笑



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  • leaflet

    第9楼2007/04/02

    1.两种曲线不是一回事,你得到的Deflection Sensitivity应该是法向的,要知道横向灵敏度,你恐怕还得多查些跟你们仪器相关的资料,或者咨询仪器厂家。

    2.先看看你的setpoint的单位是什么,nm,nN or V?然后确定怎么换算,大致上也是围绕F=k*d这个公式来的

    3.摩擦力可以用trace或retrace任一个方向的平均值

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  • hellocat1979

    第10楼2007/04/02

    非常感谢,继续学习中!

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