电解液中Na2SiO3加入量对Ti6Al4V微弧氧化膜厚度及表面形貌的影响

在不同Na2SiO3含量的电解液体系下对Ti6Al4V合金进行微弧氧化.采用SEM和AFM分析氧化膜表面形貌及粗糙度,研究电解液中Na2SiO3含量对氧化膜厚度及表面形貌的影响.结果表明:随着电解液中Na2SiO3质量浓度从12 g.L-1增加到28 g.L-1,临界正向起弧电压逐渐降低,微弧氧化膜的厚度由31μm增加至88μm;氧化膜表面均匀分布着尺寸不等的微孔,并且随着Na2SiO3质量浓度的增加,微孔的数目增多,粗糙度增加.XRD分析显示氧化膜的相组成为锐钛矿以及金红石.     

黄原胶分子形貌的原子力显微镜研究

通过溶胶凝胶的方法制备了黄原胶水溶液,并采用轻敲模式原子力显微镜(AFM)对不同浓度的黄原胶分子溶液的表面微观结构形态进行了观察.实验结果表明,轻敲模式下的AFM能够观测到黄原胶分子的微观结构,浓度为0.1g/L时分子类似于球状体的颗粒,以多聚体形式存在.浓度达到0.01g/L时能够形成稳定的网状结构,当浓度达到0.001g/L的情况下形成单个纤维分子.利用AFM截面软件对网状结构和单个纤维进行分析,发现了云母表面出现的黄原胶分子分别为双链和单链.本文中提出了黄原胶分子从网状结构到单个纤维形成过程的假设模型,很好地解释了实验观察结果,对以后的实验研究有很大意义.     

氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备与表征

以石墨粉为原料,根据改进的Hummers氧化法制得氧化石墨烯,利用氧化石墨烯表面富集的羧基与乙二醇和酰氯化的4,4′-偶氮(4-氰基戊酸)的反应,进一步得到氧化石墨烯表面负载的4,4′-偶氮(4-氰基戊酸),以此为引发剂,通过自由基聚合制备了氧化石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯(oxidized graphene-g-PMMA)杂化材料.采用红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对产物的结构和形貌进行了表征,并研究了频率依赖下的样品的电学性能.结果表明,PMMA已在氧化石墨烯表面接枝,石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯杂化材料的导电率及介电常数较氧化石墨烯分别降低了0.098S.cm-1和34 000.     

ZnO薄膜的制备及其特性研究

采用射频磁控溅射技术生长出高质量（002）晶面取向的ZnO薄膜.通过XRD和AFM研究了射频功率和氧气比例对ZnO薄膜的结构和表面形貌的影响.研究结果显示,射频功率在50W下氧气比例为45%时,所生长的ZnO薄膜可以用于制作高质量的表面声波仪（SAW）.     

锗/硅量子点形貌随退火温度的变化与电学特性研究

研究了锗(Ge)量子点薄膜表面形貌随退火温度的变化及其相应的电学特性。以锗烷为主要反应气体,应用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在300℃温度、p-硅(100)基片上沉积了锗量子点薄膜,然后分别在400℃、500℃、600℃温度下退火。应用原子力显微镜(AFM)系统地观察了锗量子点薄膜的二维、三维图像,发现原位生长的锗量子点尺寸起伏大、薄膜表面比较粗糙。退火后,锗量子点分布趋于均匀,并且随退火温度的升高,量子点呈一定的取向排列,表面变得平整。通过电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试,发现锗量子点薄膜具有良好的电学特性。随退火温度的升高,电流、电容显著增大,漏电流减小,说明退火后,锗量子点薄膜晶界和粗糙度减小,使样品的表面、界面特性更好。     

温度补偿对氮化铝(AlN)薄膜择优取向的影响

氮化铝(AlN)薄膜不同的择优取向直接影响其压电性和声波传递速度.本文通过改变衬底补偿温度对AlN薄膜的择优取向进行了研究.在正常实验溅射完成后继续通入氮气对衬底进行温度补偿.应用XRD和AFM对氮化铝薄膜的取向性和表面形貌进行表征分析,结果表明本实验制备出了较好的(002)面和(100)面取向的AlN薄膜,而且薄膜沉积均匀,比较致密.     

一种有机硅烷/稀土复合薄膜制备及纳米摩擦学性能

采用分子自组装技术在单晶硅基底上制备了有机硅烷/稀土（APTES/RE）复合薄膜.利用椭圆偏振仪、接触角测量仪及X射线光电子能谱(XPS)仪分析表征了薄膜的结构,并采用原子力显微镜（AFM）研究了硅基片和复合薄膜的纳米摩擦学性能.结果表明：随着探针的滑动速度和载荷的增加,针尖与样品间摩擦力增加;硅基片和复合薄膜表面的黏附力和摩擦力随着相对湿度的升高而增大;APTES/RE复合薄膜具有较低的摩擦系数及黏附力和显著的抗黏着及减摩效果,显示出其在微机构表面润滑中良好的应用前景.     

不同道路沥青的原子力指标与针入度指标对比

采用原子力显微镜研究不同道路沥青的微观形态特征,利用分析软件获取不同道路沥青微观结构的形态学参数并进行量化分析,结合传统针入度指标,研究不同道路沥青微观结构对其宏观高温性能的影响。结果表明,沥青针入度越小,"蜂状结构"越多,代表沥青中大分子量组分越多,说明其高温性能越好,粗糙度与高温性能的关系也呈现出一定的规律性。研究结果为用原子力显微镜探索沥青的微观结构与宏观性能的关系提供了基础。     

AFM quantitative analysis and determination of shear angle of {259}f martensitic surface relief

An attentive observation and quantitative analysis of {259}f martensitic surface relief in an Fe-23Ni-0.55C alloy are made by means of an atomic force microscope (AFM), and different martensitic variants' shear angles are determined in this paper. The experiments show that {259}f martensitic surface relief exhibits regular shape in many cases, which is in agreement with the prediction of invariant plane strain (IPS). Generally, {259}f martensitic surface relief appears to be "N"-shaped, but it is tent-shaped in the case of zigzag-shaped martensite. The compressed deformation of parent phase diminishes the surface relief in size but with little change of its relief angle. {259}f martensitic surface relief, large or small, has approximately the same relief angles, exhibiting a good "self-similar fractal". The determined values of different {259}f martensitic variants' shear angles are in fine agreement with the prediction of Wechsler-Liberman-Read (W-L-R) theory, with only a slight difference of less than 3.65°.     

Aligning DNA on Si surface and cutting off by tips of atomic force microscope

DNA is a kind of promising molecule as nano-lead to build or connect nano-devices due to its stable linear structure and certain conductivity. Many methods have been applied to constructing nano-patterns by using DNA molecule. In this report it is presented that λ-DNA was aligned on Si substrate by using the free-flowing method and then imaged by an atomic force microscope (AFM). After the second liquid flow, a catenary-like pattern and a crossed network of λ-DNA were formed. In addition, the aligned λ-DNA was successfully cut off by tips of AFM.