光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2008年
7期
1223-1229
,共7页
闫永达%费维栋%胡振江%程相杰%孙涛%董申
閆永達%費維棟%鬍振江%程相傑%孫濤%董申
염영체%비유동%호진강%정상걸%손도%동신
原子力显微镜(AFM)%单片机%纳米机械性能%载荷-压深曲线
原子力顯微鏡(AFM)%單片機%納米機械性能%載荷-壓深麯線
원자력현미경(AFM)%단편궤%납미궤계성능%재하-압심곡선
为解决采用原子力显微镜(AFM)系统进行纳米机械性能测试中存在的不能够直接获得载荷-压深曲线以及不能够随意改变加载、保载、卸载时间等问题,对AFM系统进行了改造,开发了一套基于单片机的信号输入输出模块.将该模块与AFM控制系统相联,形成新的纳米机械性能测试系统.该系统信号输出精度为0.15 mV,信号采集精度为0.3 mV,工作台的移动灵敏度为1.53 nm,可以动态改变垂直载荷,并实时获得载荷-压深曲线.通过单片机设置模拟信号的输出速率可以实现加载、保载和卸载速率的改变;结合二维微动精密工作台,可以实现较大范围内高精度的点阵压痕测试.通过在聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料表面进行实验测试表明:该系统可以高速高精度地测量样品的纳米机械性能参数,包括对样品进行纳米压痕测试和对样品的纯弹性变形过程进行检测,如聚二甲基硅氧烷或者各种微梁等微小构件.
為解決採用原子力顯微鏡(AFM)繫統進行納米機械性能測試中存在的不能夠直接穫得載荷-壓深麯線以及不能夠隨意改變加載、保載、卸載時間等問題,對AFM繫統進行瞭改造,開髮瞭一套基于單片機的信號輸入輸齣模塊.將該模塊與AFM控製繫統相聯,形成新的納米機械性能測試繫統.該繫統信號輸齣精度為0.15 mV,信號採集精度為0.3 mV,工作檯的移動靈敏度為1.53 nm,可以動態改變垂直載荷,併實時穫得載荷-壓深麯線.通過單片機設置模擬信號的輸齣速率可以實現加載、保載和卸載速率的改變;結閤二維微動精密工作檯,可以實現較大範圍內高精度的點陣壓痕測試.通過在聚碳痠酯、聚二甲基硅氧烷等材料錶麵進行實驗測試錶明:該繫統可以高速高精度地測量樣品的納米機械性能參數,包括對樣品進行納米壓痕測試和對樣品的純彈性變形過程進行檢測,如聚二甲基硅氧烷或者各種微樑等微小構件.
위해결채용원자력현미경(AFM)계통진행납미궤계성능측시중존재적불능구직접획득재하-압심곡선이급불능구수의개변가재、보재、사재시간등문제,대AFM계통진행료개조,개발료일투기우단편궤적신호수입수출모괴.장해모괴여AFM공제계통상련,형성신적납미궤계성능측시계통.해계통신호수출정도위0.15 mV,신호채집정도위0.3 mV,공작태적이동령민도위1.53 nm,가이동태개변수직재하,병실시획득재하-압심곡선.통과단편궤설치모의신호적수출속솔가이실현가재、보재화사재속솔적개변;결합이유미동정밀공작태,가이실현교대범위내고정도적점진압흔측시.통과재취탄산지、취이갑기규양완등재료표면진행실험측시표명:해계통가이고속고정도지측량양품적납미궤계성능삼수,포괄대양품진행납미압흔측시화대양품적순탄성변형과정진행검측,여취이갑기규양완혹자각충미량등미소구건.
