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基于開爾文探針力顯微鏡的納米復(fù)合材料次表面成像分析

編號(hào):NMJS05843

篇名:基于開爾文探針力顯微鏡的納米復(fù)合材料次表面成像分析

作者:熊曉洋 ;陳宇航

關(guān)鍵詞:開爾文探針力顯微鏡 納米復(fù)合材料 次表面成像 靜電作用模型

機(jī)構(gòu): 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院,合肥230027

摘要: 針對(duì)聚合物納米復(fù)合材料次表面結(jié)構(gòu)高分辨無損檢測(cè)的需求,應(yīng)用開爾文探針力顯微鏡(KPFM)對(duì)聚合物中導(dǎo)電填充物進(jìn)行次表面納米成像.首先,建立探針一納米顆粒一基質(zhì)體系的靜電相互作用理論模型,分析聚合物中金屬顆粒檢測(cè)的成像機(jī)理;其次,通過有限元軟件模擬并結(jié)合理論模型,系統(tǒng)研究針尖與樣品間距、針尖半徑等因素的影響;最后,制作聚合物和碳納米管復(fù)合材料樣品并進(jìn)行基于KPFM的內(nèi)部碳納米管成像實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.結(jié)果表明:當(dāng)針尖半徑大約為1.5倍顆粒直徑、間距較小時(shí),成像效果較好;相較而言,探針錐角對(duì)成像結(jié)果影響不顯著;KPFM對(duì)相對(duì)介電常數(shù)在3~10之間、顆粒直徑越大、掩埋深度越小的內(nèi)部納米顆粒成像效果越好.

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