原子力顯微術及其應用

第1章緒論1
1?1掃描探針顯微術1
1?2AFM的主要功能3
參考文獻6
第2章成像原理和儀器學7
2?1原子力顯微鏡的結構和成像原理7
2?2AFM探針9
2?2?1探針的結構9
2?2?2微懸臂的彈性常數(shù)10
2?2?3針尖的幾何形狀12
2?2?4功能化針尖15
2?3試樣準備15
參考文獻17
第3章AFM 的操作模式和成像模式18
3?1接觸模式19
3?1?1接觸模式高度像19
3?1?2偏差像21
3?1?3側向力像22
3?2非接觸模式25
3?3輕敲模式26
3?3?1輕敲模式高度像27
3?3?2相位像28
3?3?3振幅Ao和設定比rsp的設定30
3?4力曲線和力調(diào)制模式成像35
3?4?1力曲線35
3?4?2力調(diào)制模式成像36
參考文獻38
第4章圖像偽跡和測量誤差39
4?1雙針尖效應39
4?2針尖尖銳度的影響41
4?3光學干涉條紋43
4?4熱漂移44
4?5掃描器性能的影響44
4?6振動引起的偽跡46
參考文獻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測定48
5?2涂料表面的形貌和粗糙度50
5?3纖維表面的形貌和粗糙度53
5?3?1玻璃纖維的表面53
5?3?2陶瓷纖維的表面55
5?4液晶聚合物的表面結構59
5?5共混聚合物的表面形貌60
5?5?1PS／PMMA表面形貌像61
5?5?2聚合物的摩擦力顯微術63
5?6微孔材料的表面66
5?7超薄薄膜的觀測68
5?8納米壓痕試驗73
5?8?1實驗技術和數(shù)據(jù)分析73
5?8?2玻璃纖維表面的彈性模量75
參考文獻76
第6章大分子的觀察與測量78
6?1生物聚合物大分子78
6?1?1概述78
6?1?2脫氧核糖核酸DNA79
6?1?3多糖和果膠82
6?1?4蛋白質(zhì)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大分子幾何尺寸和分子量的AFM測定98
6?3?1幾何尺寸的測定98
6?3?2分子量的測定100
6?4基片和大分子試樣準備104
6?5吸附力及其消除107
參考文獻111
第7章聚集態(tài)的納米結構113
7?1概述113
7?2結晶態(tài)聚合物114
7?2?1合成聚合物球晶的納米結構114
7?2?2生物聚合物纖維素的納米結構119
7?3取向聚合物123
7?3?1概述123
7?3?2單軸拉伸取向聚合物124
7?3?3雙軸拉伸取向聚合物126
7?3?4局部區(qū)域分子的取向控制129
7?3?5AFM成像技術參數(shù)的選擇131
7?4聚合物的無定形成分和結晶成分134
7?5聚合物共混物的組分分析140
7?5?1雙組分聚合物共混物140
7?5?2多層結構薄膜共混物149
7?5?3共混物的成像模式151
7?5?4共混物AFM觀察的試樣準備153
7?6嵌段共聚物及其微相分離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離159
7?6?3嵌段共聚物的高分辨納米力學圖161
參考文獻163
第8章熱處理和形變下的微觀結構166
8?1概述166
8?2熱處理嵌段共聚物167
8?3PE和PET的熔融和結晶171
8?3?1超薄PE薄膜171
8?3?2串型多晶結構174
8?3?3PE單晶的退火過程176
8?3?4PET的熔融結晶179
8?4iPP結晶體的成核和生長過程181
8?5PDES的相轉(zhuǎn)變184
8?5?1淬火處理的相轉(zhuǎn)變184
8?5?2緩慢冷卻的相轉(zhuǎn)變和結晶行為185
8?5?3取向PDES的結構轉(zhuǎn)變187
8?6變溫臺應用的實驗技術190
8?7半結晶聚合物的剪切形變190
8?7?1聚酰胺薄膜的拉伸形變191
8?7?2聚丁烯薄膜的拉伸形變194
8?8半結晶聚合物的銀紋現(xiàn)象196
8?9應變下的結晶層行為200
參考文獻202
第9章復合材料和納米材料界面204
9?1概述204
9?1?1界面表征的傳統(tǒng)方法及其局限性204
9?1?2原子力顯微術和顯微拉曼光譜術205
9?2碳纖維增強復合材料207
9?2?1碳纖維表面及其復合材料界面的形貌207
9?2?2碳纖維的表面處理211
9?2?3環(huán)境對復合材料界面的影響213
9?2?4界面區(qū)剛性的AFM測定219
9?3聚合物纖維增強復合材料221
9?3?1界面穿晶層221
9?3?2芳綸／環(huán)氧樹脂復合材料222
9?3?3天然纖維增強復合材料226
9?4玻璃纖維增強復合材料227
9?4?1界面AFM分析的實驗技術227
9?4?2玻璃纖維的改性表面232
9?4?3基體材料改性對界面的影響235
9?5界面彈性模量的AFM測定237
9?6納米復合材料241
9?6?1納米增強體的分散性242
9?6?2納米增強體對基體微觀結構的影響251
9?6?3納米尺度力學性質(zhì)的測量254
9?6?4納米尺度纖維體的彈性模量257
9?6?5納米相轉(zhuǎn)變的AFM測定260
參考文獻262