發(fā)布時(shí)間：2021-07-30 04:36

　　輕敲模式下的相位像反映的是探針樣品間接觸分離過(guò)程的能量耗散,大氣環(huán)境下的能量耗散主要由液橋引起.因此為理解成像機(jī)理,本文分析輕敲模式下液橋的形成和破碎的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,得到此種模式下的耗散能. 

【文章來(lái)源】：力學(xué)與實(shí)踐. 2015,37(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１液橋懸臂梁的彈簧振子模型

５８８?力學(xué)與實(shí)踐?２０１５年第３７卷??｜?ｉｓ：??１４＇??！?ＵＷ?：?＾?１２?－?＾??＇?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??相對(duì)濕度／％??圖４針尖與樣品分離．這里７為水的表面張力，心和ｈ為接觸??角，０為填充角?圖５毛細(xì)力與相對(duì)濕度關(guān)系，此毛細(xì)力為最大值，針尖位于與樣品??接觸的位置??輕敲模式下，從探針自樣品表面開(kāi)始撤離至液??橋破碎為止，這個(gè)時(shí)間稱為拉斷時(shí)間，類似式（３），?一般情況下，球與平面接觸系統(tǒng)中由于液橋存??拉斷時(shí)間為?＇?在引起的最大黏附力為［１７］??（１０）??－＾ｍａｘ?＝?４７１＾?ＣＯＳ?０?（１２）??取液橋體積Ｖ＂?＝?ｌＯＯｎｍ３，平均接觸角６＞?＝??７１／６，可得ｆ?＝?３叫?取針尖半徑ｉ？?＝?５０ｍｎ，水的表面張力７?＝??這個(gè)時(shí)間遠(yuǎn)小于毛細(xì)蒸發(fā)（毛細(xì)凝聚的相反過(guò)?０．０７３Ｎ／ｍ，則Ｆｍａｘ?＝?３９．７ｎＮ．從圖５可以看出，??程）和液膜流動(dòng)的平衡時(shí)間，因此可以認(rèn)為輕敲模?相對(duì)濕度僅為１０％時(shí)，針尖與樣品之間的毛細(xì)力為??式下拉伸液橋時(shí)液橋體積是不變的，即液橋處于等?１２ｎＮ，這說(shuō)明即使在相對(duì)濕度較低的大氣環(huán)境下，??容狀態(tài)．我們［ｕ，２２ｌ曾運(yùn)用熱力學(xué)和力學(xué)兩種不同?原子力輕敲模式中，由液橋引起的針與樣之間的毛??的方法系統(tǒng)地分析計(jì)算了等容狀態(tài)下的毛細(xì)力，并?細(xì)力已相當(dāng)可觀．??得到了一致的結(jié)論．本文選取力學(xué)方法計(jì)算輕敲模??式下針尖與樣品之間的毛細(xì)力．毛細(xì)力應(yīng)是楊－拉?２‘２胃??普拉斯壓差引起的吸引力和界面周長(zhǎng)上液體張力之?當(dāng)針尖與樣品分離時(shí)，懸臂梁要克服液橋的黏??＾?［１１］?附作用

５８８?力學(xué)與實(shí)踐?２０１５年第３７卷??｜?ｉｓ：??１４＇??！?ＵＷ?：?＾?１２?－?＾??＇?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??相對(duì)濕度／％??圖４針尖與樣品分離．這里７為水的表面張力，心和ｈ為接觸??角，０為填充角?圖５毛細(xì)力與相對(duì)濕度關(guān)系，此毛細(xì)力為最大值，針尖位于與樣品??接觸的位置??輕敲模式下，從探針自樣品表面開(kāi)始撤離至液??橋破碎為止，這個(gè)時(shí)間稱為拉斷時(shí)間，類似式（３），?一般情況下，球與平面接觸系統(tǒng)中由于液橋存??拉斷時(shí)間為?＇?在引起的最大黏附力為［１７］??（１０）??－＾ｍａｘ?＝?４７１＾?ＣＯＳ?０?（１２）??取液橋體積Ｖ＂?＝?ｌＯＯｎｍ３，平均接觸角６＞?＝??７１／６，可得ｆ?＝?３叫?取針尖半徑ｉ？?＝?５０ｍｎ，水的表面張力７?＝??這個(gè)時(shí)間遠(yuǎn)小于毛細(xì)蒸發(fā)（毛細(xì)凝聚的相反過(guò)?０．０７３Ｎ／ｍ，則Ｆｍａｘ?＝?３９．７ｎＮ．從圖５可以看出，??程）和液膜流動(dòng)的平衡時(shí)間，因此可以認(rèn)為輕敲模?相對(duì)濕度僅為１０％時(shí)，針尖與樣品之間的毛細(xì)力為??式下拉伸液橋時(shí)液橋體積是不變的，即液橋處于等?１２ｎＮ，這說(shuō)明即使在相對(duì)濕度較低的大氣環(huán)境下，??容狀態(tài)．我們［ｕ，２２ｌ曾運(yùn)用熱力學(xué)和力學(xué)兩種不同?原子力輕敲模式中，由液橋引起的針與樣之間的毛??的方法系統(tǒng)地分析計(jì)算了等容狀態(tài)下的毛細(xì)力，并?細(xì)力已相當(dāng)可觀．??得到了一致的結(jié)論．本文選取力學(xué)方法計(jì)算輕敲模??式下針尖與樣品之間的毛細(xì)力．毛細(xì)力應(yīng)是楊－拉?２‘２胃??普拉斯壓差引起的吸引力和界面周長(zhǎng)上液體張力之?當(dāng)針尖與樣品分離時(shí)，懸臂梁要克服液橋的黏??＾?［１１］?附作用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]原子力顯微鏡中液橋生成機(jī)理探討[J]. 魏征,趙爽,陳少勇,丁文璇.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2015(01)
[2]原子力顯微鏡中等容液橋的毛細(xì)力分析[J]. 魏征,陳少勇,趙爽,孫巖.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2014(04)
[3]Thermodynamic analysis of liquid bridge for fixed volume in atomic force microscope[J]. WEI Zheng,HE MengFu,ZHAO WenBin,LI Yang.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2013(10)



本文編號(hào)：3310705