GB/T 42543-2023表面化学分析扫描探针显微术悬臂梁法向弹性常数的测定

ICS7104040

CCSG0.4.

中华人民共和国国家标准

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

表面化学分析扫描探针显微术

悬臂梁法向弹性常数的测定

Surfacechemicalanalysis—Scanningprobemicroscopy—Determinationof

cantilevernormalspringconstants

ISO117752015IDT

(:,)

2023-05-23发布2023-09-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

符号和缩略语

4……………2

基本信息

5…………………4

背景信息

5.1……………4

法向弹性常数的测定方法

5.2AFM……………………4

尺寸分析法测定k

6z………………………4

概述

6.1…………………4

利用三维几何信息使用公式计算k

6.2z………………5

使用平面尺寸和共振频率计算无探针针尖矩形悬臂梁的k

6.3z……8

静态实验法来测定k

7z……………………9

概述

7.1…………………9

使用参考悬臂梁的静态实验法

7.2……………………9

使用纳米压痕仪的静态实验法

7.3……………………12

测量方法

7.4……………14

动态实验法测定k

8z……………………15

概述

8.1…………………15

使用热振动的动态实验法

8.2AFM…………………15

附录资料性实验室间和实验室内悬臂梁测试比较

A()AFM………18

概述和目的

A.1………………………18

实验室内结果

A.2……………………18

实验室间结果

A.3……………………19

结论

A.4………………20

参考文献

……………………21

Ⅰ

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件等同采用表面化学分析扫描探针显微术悬臂梁法向弹性常数的测

ISO11775:2015《

定

》。

与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下

:

表面化学分析词汇第部分扫描探针显微术术语

———GB/T22461.2—20232:(ISO18115-2:

2013,IDT)

本文件由全国微束分析标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC38)。

本文件起草单位上海交通大学中国科学院上海应用物理研究所上海市计量测试技术研究院纳

:、、、

米技术及应用国家工程研究中心

。

本文件主要起草人孙洁林沈轶胡钧李源蔡潇雨何丹农

:、、、、、。

Ⅲ

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

引言

原子力显微术是扫描探针显微术的一种模式柔性悬臂梁上尖锐探针尖在样品表面

(AFM)(SPM),

机械扫描时感测到探针与表面之间的作用力引起悬臂梁偏折通过监测该偏折量来对样品表面进行成

,,

像根据测量模式和探针性能的不同该方法可以获得样品表面的形貌力学化学电磁学的信息数

。,、、、

据从测量蛋白质以及其他分子之间的解离力到测定材料弹性模量如带有有机物和聚合物的表面

。(:)

的各个应用领域都需要精准的力学测量在这类力学测量中悬臂梁的法向弹性常数数值k是

。,AFM(z)

必需已知的而探针悬臂梁制造商给定的k值可能存在高达三倍的误差因此需要一个实用的方法标

。z,

定k

z。

本文件描述了三类五种最简单的方法来测定原子力显微镜悬臂梁法向弹性常数这些方法分别

、。

隶属于尺寸法静态实验法和动态实验法三个类别中的一种方法的选择取决于分析的目的与便易性

、。。

也可以在文献中找到很多其他方法

。

Ⅳ

GB/T42543—2023/ISO117752015

:

表面化学分析扫描探针显微术

悬臂梁法向弹性常数的测定

1范围

本文件描述了五种原子力显微术探针悬臂梁法向弹性常数的测量方法测量的精度误差为

,5%~

每个方法分别隶属于尺寸法静态实验法和动态实验法三类方法中的一种方法的选择取决于

10%。、。

分析所要达到的目的便易性及现有的仪器条件

,。

本文件不适用于高于的测量精度如要获得高于的测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进行测量

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适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单适用于

,;,()

本文件

。

表面化学分析词汇第部分扫描探针显微术术语

ISO18115-2:20132(Surfacechemical

analysis—Vocabulary—Part2:Termsusedinscanning-probemicroscopy)

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

ISO18115-2。

31

.

法向弹性常数normalspringconstant

弹性常数

springconstant

力常数

forceconstant

悬臂梁刚度弃用

cantileverstiffness()

k

z

在探针针尖施加的法向力大小比上悬臂梁在探针尖位置法向的偏折量的值