GB/T 42543-2023表面化學(xué)分析掃描探針顯微術(shù)懸臂梁法向彈性常數(shù)的測定

ICS7104040

CCSG0.4.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

表面化學(xué)分析掃描探針顯微術(shù)

懸臂梁法向彈性常數(shù)的測定

Surfacechemicalanalysis—Scanningprobemicroscopy—Determinationof

cantilevernormalspringconstants

ISO117752015IDT

(:,)

2023-05-23發(fā)布2023-09-01實(shí)施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

術(shù)語和定義

3………………1

符號和縮略語

4……………2

基本信息

5…………………4

背景信息

5.1……………4

法向彈性常數(shù)的測定方法

5.2AFM……………………4

尺寸分析法測定k

6z………………………4

概述

6.1…………………4

利用三維幾何信息使用公式計(jì)算k

6.2z………………5

使用平面尺寸和共振頻率計(jì)算無探針針尖矩形懸臂梁的k

6.3z……8

靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法來測定k

7z……………………9

概述

7.1…………………9

使用參考懸臂梁的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法

7.2……………………9

使用納米壓痕儀的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法

7.3……………………12

測量方法

7.4……………14

動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)法測定k

8z……………………15

概述

8.1…………………15

使用熱振動(dòng)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)法

8.2AFM…………………15

附錄資料性實(shí)驗(yàn)室間和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)懸臂梁測試比較

A()AFM………18

概述和目的

A.1………………………18

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)結(jié)果

A.2……………………18

實(shí)驗(yàn)室間結(jié)果

A.3……………………19

結(jié)論

A.4………………20

參考文獻(xiàn)

……………………21

Ⅰ

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

前言

本文件按照標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用表面化學(xué)分析掃描探針顯微術(shù)懸臂梁法向彈性常數(shù)的測

ISO11775:2015《

定

》。

與本文件中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文件如下

:

表面化學(xué)分析詞匯第部分掃描探針顯微術(shù)術(shù)語

———GB/T22461.2—20232:(ISO18115-2:

2013,IDT)

本文件由全國微束分析標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口

(SAC/TC38)。

本文件起草單位上海交通大學(xué)中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院納

:、、、

米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心

。

本文件主要起草人孫潔林沈軼胡鈞李源蔡瀟雨何丹農(nóng)

:、、、、、。

Ⅲ

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

引言

原子力顯微術(shù)是掃描探針顯微術(shù)的一種模式柔性懸臂梁上尖銳探針尖在樣品表面

(AFM)(SPM),

機(jī)械掃描時(shí)感測到探針與表面之間的作用力引起懸臂梁偏折通過監(jiān)測該偏折量來對樣品表面進(jìn)行成

,,

像根據(jù)測量模式和探針性能的不同該方法可以獲得樣品表面的形貌力學(xué)化學(xué)電磁學(xué)的信息數(shù)

。,、、、

據(jù)從測量蛋白質(zhì)以及其他分子之間的解離力到測定材料彈性模量如帶有有機(jī)物和聚合物的表面

。(:)

的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都需要精準(zhǔn)的力學(xué)測量在這類力學(xué)測量中懸臂梁的法向彈性常數(shù)數(shù)值k是

。,AFM(z)

必需已知的而探針懸臂梁制造商給定的k值可能存在高達(dá)三倍的誤差因此需要一個(gè)實(shí)用的方法標(biāo)

。z,

定k

z。

本文件描述了三類五種最簡單的方法來測定原子力顯微鏡懸臂梁法向彈性常數(shù)這些方法分別

、。

隸屬于尺寸法靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)法三個(gè)類別中的一種方法的選擇取決于分析的目的與便易性

、。。

也可以在文獻(xiàn)中找到很多其他方法

。

Ⅳ

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

表面化學(xué)分析掃描探針顯微術(shù)

懸臂梁法向彈性常數(shù)的測定

1范圍

本文件描述了五種原子力顯微術(shù)探針懸臂梁法向彈性常數(shù)的測量方法測量的精度誤差為

,5%~

每個(gè)方法分別隸屬于尺寸法靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)法三類方法中的一種方法的選擇取決于

10%。、。

分析所要達(dá)到的目的便易性及現(xiàn)有的儀器條件

,。

本文件不適用于高于的測量精度如要獲得高于的測量精度需要使用本文

5%~10%,5%~10%,

件未提及的更高精度的方法進(jìn)行測量

。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款其中注日期的引用文

。,

件僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改單適用于

,;,()

本文件

。

表面化學(xué)分析詞匯第部分掃描探針顯微術(shù)術(shù)語

ISO18115-2:20132(Surfacechemical

analysis—Vocabulary—Part2:Termsusedinscanning-probemicroscopy)

3術(shù)語和定義

界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件

ISO18115-2。

31

.

法向彈性常數(shù)normalspringconstant

彈性常數(shù)

springconstant

力常數(shù)

forceconstant

懸臂梁剛度棄用

cantileverstiffness()

k

z

在探針針尖施加的法向力大小比上懸臂梁在探針尖位置法向的偏折量的值