原子力显微术及其应用

第1章绪论1
1?1扫描探针显微术1
1?2AFM的主要功能3
参考文献6
第2章成像原理和仪器学7
2?1原子力显微镜的结构和成像原理7
2?2AFM探针9
2?2?1探针的结构9
2?2?2微悬臂的弹性常数10
2?2?3针尖的几何形状12
2?2?4功能化针尖15
2?3试样准备15
参考文献17
第3章AFM 的操作模式和成像模式18
3?1接触模式19
3?1?1接触模式高度像19
3?1?2偏差像21
3?1?3侧向力像22
3?2非接触模式25
3?3轻敲模式26
3?3?1轻敲模式高度像27
3?3?2相位像28
3?3?3振幅Ao和设定比rsp的设定30
3?4力曲线和力调制模式成像35
3?4?1力曲线35
3?4?2力调制模式成像36
参考文献38
第4章图像伪迹和测量误差39
4?1双针尖效应39
4?2针尖尖锐度的影响41
4?3光学干涉条纹43
4?4热漂移44
4?5扫描器性能的影响44
4?6振动引起的伪迹46
参考文献47
第5章表面形貌和表面粗糙度48
5?1表面粗糙度及其AFM测定48
5?2涂料表面的形貌和粗糙度50
5?3纤维表面的形貌和粗糙度53
5?3?1玻璃纤维的表面53
5?3?2陶瓷纤维的表面55
5?4液晶聚合物的表面结构59
5?5共混聚合物的表面形貌60
5?5?1PS／PMMA表面形貌像61
5?5?2聚合物的摩擦力显微术63
5?6微孔材料的表面66
5?7超薄薄膜的观测68
5?8纳米压痕试验73
5?8?1实验技术和数据分析73
5?8?2玻璃纤维表面的弹性模量75
参考文献76
第6章大分子的观察与测量78
6?1生物聚合物大分子78
6?1?1概述78
6?1?2脱氧核糖核酸DNA79
6?1?3多糖和果胶82
6?1?4蛋白质84
6?2合成聚合物大分子86
6?2?1概述86
6?2?2嵌段共聚物86
6?2?3星形聚合物92
6?3大分子几何尺寸和分子量的AFM测定98
6?3?1几何尺寸的测定98
6?3?2分子量的测定100
6?4基片和大分子试样准备104
6?5吸附力及其消除107
参考文献111
第7章聚集态的纳米结构113
7?1概述113
7?2结晶态聚合物114
7?2?1合成聚合物球晶的纳米结构114
7?2?2生物聚合物纤维素的纳米结构119
7?3取向聚合物123
7?3?1概述123
7?3?2单轴拉伸取向聚合物124
7?3?3双轴拉伸取向聚合物126
7?3?4局部区域分子的取向控制129
7?3?5AFM成像技术参数的选择131
7?4聚合物的无定形成分和结晶成分134
7?5聚合物共混物的组分分析140
7?5?1双组分聚合物共混物140
7?5?2多层结构薄膜共混物149
7?5?3共混物的成像模式151
7?5?4共混物AFM观察的试样准备153
7?6嵌段共聚物及其微相分离157
7?6?1嵌段共聚物薄膜的形貌157
7?6?2嵌段共聚物的微相分离159
7?6?3嵌段共聚物的高分辨纳米力学图161
参考文献163
第8章热处理和形变下的微观结构166
8?1概述166
8?2热处理嵌段共聚物167
8?3PE和PET的熔融和结晶171
8?3?1超薄PE薄膜171
8?3?2串型多晶结构174
8?3?3PE单晶的退火过程176
8?3?4PET的熔融结晶179
8?4iPP结晶体的成核和生长过程181
8?5PDES的相转变184
8?5?1淬火处理的相转变184
8?5?2缓慢冷却的相转变和结晶行为185
8?5?3取向PDES的结构转变187
8?6变温台应用的实验技术190
8?7半结晶聚合物的剪切形变190
8?7?1聚酰胺薄膜的拉伸形变191
8?7?2聚丁烯薄膜的拉伸形变194
8?8半结晶聚合物的银纹现象196
8?9应变下的结晶层行为200
参考文献202
第9章复合材料和纳米材料界面204
9?1概述204
9?1?1界面表征的传统方法及其局限性204
9?1?2原子力显微术和显微拉曼光谱术205
9?2碳纤维增强复合材料207
9?2?1碳纤维表面及其复合材料界面的形貌207
9?2?2碳纤维的表面处理211
9?2?3环境对复合材料界面的影响213
9?2?4界面区刚性的AFM测定219
9?3聚合物纤维增强复合材料221
9?3?1界面穿晶层221
9?3?2芳纶／环氧树脂复合材料222
9?3?3天然纤维增强复合材料226
9?4玻璃纤维增强复合材料227
9?4?1界面AFM分析的实验技术227
9?4?2玻璃纤维的改性表面232
9?4?3基体材料改性对界面的影响235
9?5界面弹性模量的AFM测定237
9?6纳米复合材料241
9?6?1纳米增强体的分散性242
9?6?2纳米增强体对基体微观结构的影响251
9?6?3纳米尺度力学性质的测量254
9?6?4纳米尺度纤维体的弹性模量257
9?6?5纳米相转变的AFM测定260
参考文献262