定 價：78 元
叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材普通高等院校工程實踐系列規(guī)劃教材
- 作者：李法新, 周錫龍, 付際著
- 出版時間：2017/3/1
- ISBN：9787030515766
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TB383.01
- 頁碼：185
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：32開
本書從AFAM的力學基礎－接觸力學出發(fā)，闡述了AFAM的原理和基礎、準確度和靈敏度、粘彈性成像，以及AFAM的廣泛應用。此外，還對正在興起的多頻原子力顯微術進行了介紹。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 微納米力學測試的意義和必要性 1
1.2 微納米力學測試方法的現狀和發(fā)展趨勢 3
1.3 本書的主要內容和安排 8
參考文獻 9
第2章 接觸力學與納米壓痕方法 13
2.1 引言 13
2.2 接觸力學 14
2.2.1 赫茲接觸 14
2.2.2 赫茲接觸的基本公式 16
2.2.3 圓錐形壓針與彈性半空間的接觸力學分析 17
2.2.4 彈塑性接觸 18
2.3 納米壓痕測試原理及實驗方法 19
2.3.1 準靜態(tài)納米壓痕測試 19
2.3.2 動態(tài)納米壓痕測試 22
2.3.3 影響納米壓痕測試的常見因素 23
2.4 納米壓痕應用簡介 24
2.4.1 薄膜系統力學性能的測試 24
2.4.2 納米壓痕對材料界面的表征 27
2.5 本章小結 30
參考文獻 30
第3章 原子力顯微鏡及力--距離曲線測試方法 32
3.1 引言 32
3.2 AFM 基本原理 33
3.2.1 AFM 基本原理及組成 33
3.2.2 AFM 探針 35
3.2.3 位敏檢測器 37
3.3 AFM 工作模式 38
3.3.1 接觸模式 38
3.3.2 輕敲模式 39
3.3.3 非接觸模式 41
3.3.4 輕敲抬起模式 42
3.3.5 輕敲模式下的相位成像技術 42
3.3.6 AFM 在液相環(huán)境下的使用 42
3.3.7 環(huán)境控制 AFM 成像 43
3.4 AFM 樣品制備以及成像過程中的一些常見問題和解決方案 44
3.4.1 AFM 測試樣品制備 44
3.4.2 AFM 成像常見問題及解決方案 44
3.5 基于 AFM 的力-距離曲線測試方法 46
3.5.1 概述 46
3.5.2 微懸臂的彈性常數和共振頻率的校準 50
3.5.3 針尖樣品之間常見的作用力 54
3.6 力-距離曲線在低維納米材料力學和細胞力學領域的應用 57
3.6.1 力-距離曲線用于低維納米材料力學性能測試 57
3.6.2 力-距離曲線用于細胞的納米力學性能測試 60
3.7 本章小結 63
參考文獻 63
第4章 掃描探針聲學顯微術原理及實驗實現 65
4.1 引言 65
4.2 掃描探針聲學顯微術定量化納米力學測試基礎 65
4.2.1 探針微懸臂的彎曲自由振動分析 66
4.2.2 懸臂梁模型與彈簧質量模型的等效 67
4.2.3 針尖與樣品表面接觸時懸臂梁的彎曲振動分析 68
4.2.4 針尖與樣品之間的法向接觸力學分析 72
4.2.5 彈性模量定量化測量的參考方法 74
4.2.6 扭轉振動模式下測量剪切模量、泊松比及摩擦力 75
4.3 掃描探針聲學顯微術測試系統實驗實現 79
4.3.1 概述 79
4.3.2 測試系統組成 80
4.4 掃描探針聲學顯微術的兩種成像模式 84
4.5 液相模式下的掃描探針聲學顯微術 87
4.6 本章小結 89
參考文獻 89
第5章 AFAM 測試方法的準確度和靈敏度 92
5.1 引言 92
5.2 AFAM 準確度研究 92
5.2.1 AFAM 與其他微納米力學測試技術的比較 92
5.2.2 描述懸臂梁動力學特性的模型分析 94
5.2.3 針尖樣品接觸力學行為和針尖磨損 96
5.2.4 AFAM 測量過程中的非線性效應 99
5.2.5 影響定量化測試的其他因素 100
5.3 AFAM 靈敏度研究 101
5.3.1 微懸臂各階模態(tài)的靈敏度分析 101
5.3.2 通過附加集中質量提高測試靈敏度 104
5.3.3 激光點位置設定對微懸臂響應檢測的影響 106
5.4 本章小結 108
參考文獻 108
第6章 基于 AFAM 的黏彈性力學性能測試 110
6.1 引言 110
6.2 黏彈性力學基礎 110
6.2.1 麥克斯韋模型 112
6.2.2 開爾文模型 112
6.2.3 標準線性固體模型 113
6.2.4 復模量 114
6.3 基于 AFAM 的黏彈性力學性能測試理論基礎 115
6.3.1 針尖樣品存在黏彈性作用時探針的動力學分析 115
6.3.2 針尖樣品接觸力學分析 117
6.3.3 簡諧激勵下探針的動力學響應 117
6.4 AFAM 用于材料黏彈性力學性能測試及成像 119
6.5 本章小結 126
參考文獻 127
第7章 掃描探針聲學顯微術在材料測試方面的應用 129
7.1 引言 129
7.2 纖維增強復合材料領域的應用 129
7.3 智能材料領域的應用 133
7.4 生物材料領域的應用 136
7.5 薄膜及納米材料領域的應用 141
7.6 本章小結 149
參考文獻 149
第8章 原子力顯微鏡多頻成像技術 153
8.1 引言 153
8.2 動態(tài) (輕敲) 模式原子力顯微鏡 153
8.3 動態(tài)模式下針尖樣品之間力-距離曲線的重構 157
8.4 針尖樣品間能量損耗測量 160
8.5 多頻成像技術成像模式及其應用 163
8.5.1 雙模態(tài)或多模態(tài)動態(tài)成像 164
8.5.2 彎曲振動高次諧波成像 171
8.5.3 頻帶激勵 173
8.5.4 扭轉高次諧波成像 174
8.5.5 掃描近場聲全息 178
8.6 本章小結 181
參考文獻 181
索引 184
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