بررسی رفتارهای میکرومکانیکی قیر-بخش سوم
بررسی رفتارهای میکرومکانیکی قیر-بخش سوم
آزمایش‌های AFM (میکروسکوپ نیروی اتمی)
میکروسکوپ‌های نیروی اتمی دسته گسترده‌ای از تجهیزات شناسایی در مقیاس نانو با عنوان میکروسکوپ‌های نیرویی را به خود اختصاص داده‌اند. Gerd Karl Binning بر اساس طرح‌های قبلی که با همکاری Heinrich Rohrer در آزمایشگاه تحقیقاتی زوریخ IBM در جهت تحقیق و ساخت میکروسکوپ تونلی روبشی صورت داده بود، در سال ۱۹۸۶ میلادی با همکاری Calvin Quate و Christoph Geber از دانشگاه استنفورد، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) را ارائه نمود. هدف او از این کار اندازه‌گیری نیروهای بسیار ناچیز (کم‌تر از ۱μN) بین نوک سوزن AFM و سطح نمونه موردبررسی بود.
آزمایش‌های AFM در ابتدا برای بررسی ویژگی ریزساختارهای نمونه قیر در مقیاس کوچک مورداستفاده قرار گرفت.
آماده‌سازی نمونه‌های AFM
همان‌طور که در شکل شماره ۱ نشان داده‌شده است، نمونه‌های AFM با استفاده از قیر با نفوذپذیری ۹۰ تهیه گردید. از تولوئن برای انحلال قیر در یک دستگاه همزن مغناطیسی استفاده شد. مایع قیر-تولوئن با ۲۰ درصد غلظت (جرم قیر به جرم تولوئن ۱ به ۴) بعد از اختلاط به مدت ۲۴ ساعت به دست آمد. از قطره‌چکان سر پلاستیکی برای انتقال یک قطره از مایع قیر-تولوئن از فلاسک مخروطی به اسلایس شیشه‌ای استفاده شد. اسلایس شیشه‌ای حاوی یک قطره از نمونه را برای جلوگیری از آلودگی گردوغبار در اجاق خشک‌کن با دمای ثابت قراردادیم. در مرحله نهایی نمونه‌های به‌دست‌آمده پس از تبخیر کامل تولوئن (در حدود ۷ روز)، فیلم نازکی از قیر بر روی اسلایس شیشه‌ای قرار داده شد. به‌منظور تسهیل در روند انجام کار، پیرشدگی قیر در طول این فرآیندها در نظر گرفته نشد که البته برای پژوهش‌های آتی باید به آن توجه شود.
شکل ۱ نفوذپذیری نمونه‌های قیر
انتخاب پارامترهای آزمون
در آزمون‌ها از حالت ضربه زدن برای اندازه‌گیری نانو مورفولوژی قیر استفاده شد (شکل شماره ۲ و ۳). فرکانس رزونانس اسمی ۷۵ هرتز، مقدار ثابت الاستیک اسمی ۳ نیوتن بر مترمربع بود. مواد نوک از نوع سیلیکون با ارتفاع ۲۰-۱۵ نانومتر و شعاع ۸ نانومتر بود.
شکل ۲ دستگاه AFM
شکل ۳ نانو مورفولوژی قیر آزمایش‌شده توسط AFM، (a) نوع آلفا و (b) نوع بتا
برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:
بررسی رفتارهای میکرومکانیکی قیر-بخش چهارم
برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: