杭州电子科技大学：《大学物理》课程实验指导（近代物理）实验17 原子力显微镜实验（AFM）

扫描隧道显微镜 工作原理及工作模式 功能应用及新型仪器

一、概述 二、X光电子能谱 三、俄歇电子能谱 四、扫描隧道显微镜(STM) 五、与原子力显微镜(AFM)

实验利用单靶射频磁控溅射技术，在单晶硅基底上，制备了两个系列FeCrVTa0.4W0.4高熵合金氮化物薄膜，即FeCrVTa0.4W0.4氮化物成分梯度多层薄膜和(FeCrVTa0.4W0.4)Nx单层薄膜，其中，多层薄膜用于太阳光谱选择性吸收薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米力学探针、原子力显微镜(AFM)、紫外−可见分光光度计、接触角测量仪和四探针测试台对FeCrVTa0.4W0.4高熵合金氮化物薄膜进行微观结构分析以及性能表征

为了降低2024铝合金在海水中的缝隙腐蚀敏感性,采用浸泡和动电位极化、电化学阻抗等研究了氯化镧(LaCl3)对该铝合金缝隙腐蚀行为的影响,并通过原子力显微镜对缝隙试样内、外腐蚀产物膜的形貌进行了观察.结果表明:当海水中LaCl3的质量浓度超过2.0 g·L-1以后,它能有效地减缓2024铝合金在海水中的缝隙腐蚀.这主要是因为LaCl3减缓了缝隙的阴极反应速率,降低了缝隙内、外的氧浓度差,且缝隙内、外生成的均匀致密的腐蚀产物膜降低了Cl-侵蚀性,这些因素抑制了缝隙的萌生与扩展,提高了2024铝合金在海水中的抗缝隙腐蚀能力

在不同本底真空和工作气压下制备了不同厚度的Ni81Fe19/Ta薄膜,并进行了磁性测量和原子力显微镜分析.结果表明,较厚的薄膜、较高的本底真空和较低的工作气压下制备的薄膜有较大的各向异性磁电阻.其原因是高本底真空和低工作气压导致大晶粒度和低粗糙度,进而降低电子的散射,减小电阻R,增大△R/R.而较厚薄膜中,大晶粒度的作用将抵消高粗糙度的负作用,使△R/R值增大

用原子力显微技术（AFM）观测复合人工滑液在材料表面形成的吸附膜的表面形貌图像，吸附膜上清晰地显示有大量的椭球形分子．该吸附膜的形成可能是复合人工滑液对人工关节材料润滑性能显著提高的一个重要因素．

通过透射电子显微镜确定了M50NiL钢渗碳后磨削表面变质层厚度,同时利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、显微维氏硬度计、X射线残余应力测定仪等设备表征了M50NiL钢磨削表面完整性特征.结果表明:磨削在渗碳硬化层表面构建了一个表面变质层,该变质层组织的基本特征是晶粒细化和变形,在选区电子衍射图上显示为拉长模糊的多晶环;变质层厚度约0.5μm,残余压应力和硬度略有升高,表面应力集中系数较低

❖ 第一节 电子光学基础 ❖ 第二节 电子与固体物质的相互作用 ❖第三节 透射电镜（TEM） ❖第四节 扫描电镜 ❖第五节 电子探针(Electron Micro￾probe Analysis, EMPA or EPMA) 第六节 扫描隧道显微镜 (STM) 第七节 原子力显微镜 (AFM) 第八节 电子显微镜分析在材料研究中的应用 ❖ 一、形态、精度的分析 ❖ 二、元素的存在状态分析 ❖ 三、玻璃的非晶态结构分析 ❖ 四、材料断面的研究 ❖ 五、晶界（微观研究） ❖ 六、微区结构分析 ❖ 七、高分子材料的研究

分别采用X射线衍射、金相显微镜、原子力显微镜和透射电镜等组织表征手段以及室温拉伸和热膨胀系数测试等性能测试方法,对比研究了高温退火、低温时效处理对冷拔Fe-Ni合金丝微观组织演变、拉伸强度以及热膨胀系数的影响.研究结果表明:原始丝材强度高,但是室温热膨胀系数较大;而950℃退火导致晶粒粗化以及位错密度降低,虽然室温热膨胀系数低,但强度不足.相比之下,500℃较低温度的时效处理,能获得最优的强度/热膨胀系数组合(1189 MPa/0.2×10-6℃-1).对Fe-Ni合金丝相应的强化机制以及热膨胀系数的影响因素分别进行了讨论分析,分析结果表明:细晶强化与位错强化是该合金丝的主要强化机制,而热膨胀系数则主要受溶质原子-位错交互作用影响.揭示出,合适的热处理工艺选择对于Fe-Ni合金丝力学性能/热膨胀性能优化具有重要意义