原子力显微镜轻敲模式下由液桥引起的能量耗散
发布时间：2021-07-30 04:36
轻敲模式下的相位像反映的是探针样品间接触分离过程的能量耗散,大气环境下的能量耗散主要由液桥引起.因此为理解成像机理,本文分析轻敲模式下液桥的形成和破碎的动力学过程,得到此种模式下的耗散能.
【文章来源】：力学与实践. 2015,37(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１液桥悬臂梁的弹簧振子模型
５８８?力学与实践?２０１５年第３７卷??｜?ｉｓ：??１４＇??！?ＵＷ?：?＾?１２?－?＾??＇?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??相对湿度／％??图４针尖与样品分离．这里７为水的表面张力，心和ｈ为接触??角，０为填充角?图５毛细力与相对湿度关系，此毛细力为最大值，针尖位于与样品??接触的位置??轻敲模式下，从探针自样品表面开始撤离至液??桥破碎为止，这个时间称为拉断时间，类似式（３），?一般情况下，球与平面接触系统中由于液桥存??拉断时间为?＇?在引起的最大黏附力为［１７］??（１０）??－＾ｍａｘ?＝?４７１＾?ＣＯＳ?０?（１２）??取液桥体积Ｖ＂?＝?ｌＯＯｎｍ３，平均接触角６＞?＝??７１／６，可得ｆ?＝?３叫?取针尖半径ｉ？?＝?５０ｍｎ，水的表面张力７?＝??这个时间远小于毛细蒸发（毛细凝聚的相反过?０．０７３Ｎ／ｍ，则Ｆｍａｘ?＝?３９．７ｎＮ．从图５可以看出，??程）和液膜流动的平衡时间，因此可以认为轻敲模?相对湿度仅为１０％时，针尖与样品之间的毛细力为??式下拉伸液桥时液桥体积是不变的，即液桥处于等?１２ｎＮ，这说明即使在相对湿度较低的大气环境下，??容状态．我们［ｕ，２２ｌ曾运用热力学和力学两种不同?原子力轻敲模式中，由液桥引起的针与样之间的毛??的方法系统地分析计算了等容状态下的毛细力，并?细力已相当可观．??得到了一致的结论．本文选取力学方法计算轻敲模??式下针尖与样品之间的毛细力．毛细力应是杨－拉?２‘２胃??普拉斯压差引起的吸引力和界面周长上液体张力之?当针尖与样品分离时，悬臂梁要克服液桥的黏??＾?［１１］?附作用
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【参考文献】：
期刊论文
[1]原子力显微镜中液桥生成机理探讨[J]. 魏征,赵爽,陈少勇,丁文璇. 应用数学和力学. 2015(01)
[2]原子力显微镜中等容液桥的毛细力分析[J]. 魏征,陈少勇,赵爽,孙岩. 应用数学和力学. 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)
本文编号：3310705
【文章来源】：力学与实践. 2015,37(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１液桥悬臂梁的弹簧振子模型
５８８?力学与实践?２０１５年第３７卷??｜?ｉｓ：??１４＇??！?ＵＷ?：?＾?１２?－?＾??＇?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??相对湿度／％??图４针尖与样品分离．这里７为水的表面张力，心和ｈ为接触??角，０为填充角?图５毛细力与相对湿度关系，此毛细力为最大值，针尖位于与样品??接触的位置??轻敲模式下，从探针自样品表面开始撤离至液??桥破碎为止，这个时间称为拉断时间，类似式（３），?一般情况下，球与平面接触系统中由于液桥存??拉断时间为?＇?在引起的最大黏附力为［１７］??（１０）??－＾ｍａｘ?＝?４７１＾?ＣＯＳ?０?（１２）??取液桥体积Ｖ＂?＝?ｌＯＯｎｍ３，平均接触角６＞?＝??７１／６，可得ｆ?＝?３叫?取针尖半径ｉ？?＝?５０ｍｎ，水的表面张力７?＝??这个时间远小于毛细蒸发（毛细凝聚的相反过?０．０７３Ｎ／ｍ，则Ｆｍａｘ?＝?３９．７ｎＮ．从图５可以看出，??程）和液膜流动的平衡时间，因此可以认为轻敲模?相对湿度仅为１０％时，针尖与样品之间的毛细力为??式下拉伸液桥时液桥体积是不变的，即液桥处于等?１２ｎＮ，这说明即使在相对湿度较低的大气环境下，??容状态．我们［ｕ，２２ｌ曾运用热力学和力学两种不同?原子力轻敲模式中，由液桥引起的针与样之间的毛??的方法系统地分析计算了等容状态下的毛细力，并?细力已相当可观．??得到了一致的结论．本文选取力学方法计算轻敲模??式下针尖与样品之间的毛细力．毛细力应是杨－拉?２‘２胃??普拉斯压差引起的吸引力和界面周长上液体张力之?当针尖与样品分离时，悬臂梁要克服液桥的黏??＾?［１１］?附作用
５８８?力学与实践?２０１５年第３７卷??｜?ｉｓ：??１４＇??！?ＵＷ?：?＾?１２?－?＾??＇?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??相对湿度／％??图４针尖与样品分离．这里７为水的表面张力，心和ｈ为接触??角，０为填充角?图５毛细力与相对湿度关系，此毛细力为最大值，针尖位于与样品??接触的位置??轻敲模式下，从探针自样品表面开始撤离至液??桥破碎为止，这个时间称为拉断时间，类似式（３），?一般情况下，球与平面接触系统中由于液桥存??拉断时间为?＇?在引起的最大黏附力为［１７］??（１０）??－＾ｍａｘ?＝?４７１＾?ＣＯＳ?０?（１２）??取液桥体积Ｖ＂?＝?ｌＯＯｎｍ３，平均接触角６＞?＝??７１／６，可得ｆ?＝?３叫?取针尖半径ｉ？?＝?５０ｍｎ，水的表面张力７?＝??这个时间远小于毛细蒸发（毛细凝聚的相反过?０．０７３Ｎ／ｍ，则Ｆｍａｘ?＝?３９．７ｎＮ．从图５可以看出，??程）和液膜流动的平衡时间，因此可以认为轻敲模?相对湿度仅为１０％时，针尖与样品之间的毛细力为??式下拉伸液桥时液桥体积是不变的，即液桥处于等?１２ｎＮ，这说明即使在相对湿度较低的大气环境下，??容状态．我们［ｕ，２２ｌ曾运用热力学和力学两种不同?原子力轻敲模式中，由液桥引起的针与样之间的毛??的方法系统地分析计算了等容状态下的毛细力，并?细力已相当可观．??得到了一致的结论．本文选取力学方法计算轻敲模??式下针尖与样品之间的毛细力．毛细力应是杨－拉?２‘２胃??普拉斯压差引起的吸引力和界面周长上液体张力之?当针尖与样品分离时，悬臂梁要克服液桥的黏??＾?［１１］?附作用
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子力显微镜中液桥生成机理探讨[J]. 魏征,赵爽,陈少勇,丁文璇. 应用数学和力学. 2015(01)
[2]原子力显微镜中等容液桥的毛细力分析[J]. 魏征,陈少勇,赵爽,孙岩. 应用数学和力学. 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)
本文编号：3310705
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