原子力显微术及其应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1扫描探针显微术 1

1.2 AFM的主要功能 3

参考文献 6

第2章 成像原理和仪器学 7

2.1原子力显微镜的结构和成像原理 7

2.2 AFM探针 9

2.2.1探针的结构 9

2.2.2微悬臂的弹性常数 10

2.2.3针尖的几何形状 12

2.2.4功能化针尖 15

2.3试样准备 15

参考文献 17

第3章AFM的操作模式和成像模式 18

3.1接触模式 19

3.1.1接触模式高度像 19

3.1.2偏差像 21

3.1.3侧向力像 22

3.2非接触模式 25

3.3轻敲模式 26

3.3.1轻敲模式高度像 27

3.3.2相位像 28

3.3.3振幅A。和设定比rsp的设定 30

3.4力曲线和力调制模式成像 35

3.4.1力曲线 35

3.4.2力调制模式成像 36

参考文献 38

第4章 图像伪迹和测量误差 39

4.1双针尖效应 39

4.2针尖尖锐度的影响 41

4.3光学干涉条纹 43

4.4热漂移 44

4.5扫描器性能的影响 44

4.6振动引起的伪迹 46

参考文献 47

第5章表面形貌和表面粗糙度 48

5.1表面粗糙度及其AFM测定 48

5.2涂料表面的形貌和粗糙度 50

5.3纤维表面的形貌和粗糙度 53

5.3.1玻璃纤维的表面 53

5.3.2陶瓷纤维的表面 55

5.4液晶聚合物的表面结构 59

5.5共混聚合物的表面形貌 60

5.5.1 PS /PMMA表面形貌像 61

5.5.2聚合物的摩擦力显微术 63

5.6微孔材料的表面 66

5.7 超薄薄膜的观测 68

5.8纳米压痕试验 73

5.8.1实验技术和数据分析 73

5.8.2玻璃纤维表面的弹性模量 75

参考文献 76

第6章 大分子的观察与测量 78

6.1生物聚合物大分子 78

6.1.1概述 78

6.1.2脱氧核糖核酸DNA 79

6.1.3多糖和果胶 82

6.1.4蛋白质 84

6.2合成聚合物大分子 86

6.2.1概述 86

6.2.2嵌段共聚物 86

6.2.3星形聚合物 92

6.3大分子几何尺寸和分子量的AFM测定 98

6.3.1几何尺寸的测定 98

6.3.2分子量的测定 100

6.4基片和大分子试样准备 104

6.5吸附力及其消除 107

参考文献 111

第7章 聚集态的纳米结构 113

7.1概述 113

7.2结晶态聚合物 114

7.2.1合成聚合物球晶的纳米结构 114

7.2.2生物聚合物纤维素的纳米结构 119

7.3取向聚合物 123

7.3.1概述 123

7.3.2单轴拉伸取向聚合物 124

7.3.3双轴拉伸取向聚合物 126

7.3.4局部区域分子的取向控制 129

7.3.5 AFM成像技术参数的选择 131

7.4聚合物的无定形成分和结晶成分 134

7.5聚合物共混物的组分分析 140

7.5.1双组分聚合物共混物 140

7.5.2多层结构薄膜共混物 149

7.5.3共混物的成像模式 151

7.5.4共混物AFM观察的试样准备 153

7.6嵌段共聚物及其微相分离 157

7.6.1嵌段共聚物薄膜的形貌 157

7.6.2嵌段共聚物的微相分离 159

7.6.3嵌段共聚物的高分辨纳米力学图 161

参考文献 163

第8章 热处理和形变下的微观结构 166

8.1概述 166

8.2热处理嵌段共聚物 167

8.3 PE和PET的熔融和结晶 171

8.3.1超薄PE薄膜 171

8.3.2串型多晶结构 174

8.3.3 PE单晶的退火过程 176

8.3.4 PET的熔融结晶 179

8.4 iPP结晶体的成核和生长过程 181

8.5 PDES的相转变 184

8.5.1淬火处理的相转变 184

8.5.2缓慢冷却的相转变和结晶行为 185

8.5.3取向PDES的结构转变 187

8.6变温台应用的实验技术 190

8.7半结晶聚合物的剪切形变 190

8.7.1聚酰胺薄膜的拉伸形变 191

8.7.2聚丁烯薄膜的拉伸形变 194

8.8半结晶聚合物的银纹现象 196

8.9应变下的结晶层行为 200

参考文献 202

第9章 复合材料和纳米材料界面 204

9.1概述 204

9.1.1界面表征的传统方法及其局限性 204

9.1.2原子力显微术和显微拉曼光谱术 205

9.2碳纤维增强复合材料 207

9.2.1碳纤维表面及其复合材料界面的形貌 207

9.2.2碳纤维的表面处理 211

9.2.3环境对复合材料界面的影响 213

9.2.4界面区刚性的AFM测定 219

9.3聚合物纤维增强复合材料 221

9.3.1界面穿晶层 221

9.3.2芳纶/环氧树脂复合材料 222

9.3.3天然纤维增强复合材料 226

9.4玻璃纤维增强复合材料 227

9.4.1界面AFM分析的实验技术 227

9.4.2玻璃纤维的改性表面 232

9.4.3基体材料改性对界面的影响 235

9.5界面弹性模量的AFM测定 237

9.6纳米复合材料 241

9.6.1纳米增强体的分散性 242

9.6.2纳米增强体对基体微观结构的影响 251

9.6.3纳米尺度力学性质的测量 254

9.6.4纳米尺度纤维体的弹性模量 257

9.6.5纳米相转变的AFM测定 260

参考文献 262