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基于單片機的AFM納米機械性能測試系統

資 源 簡 介

摘要:為解決采用原子力顯微鏡(AFM)系統進行納米機械性能測試中存在的不能夠直接獲得載荷?壓深曲線以及不能夠隨意改變加載、保載、卸載時間等問題,對AFM系統進行了改造,開發了一套基于單片機的信號輸入輸出模塊。將該模塊與AFM控制系統相聯,形成新的納米機械性能測試系統。該系統信號輸出精度為0.15mV,信號采集精度為0.3mV,工作臺的移動靈敏度為1.53nm,可以動態改變垂直載荷,并實時獲得載荷?壓深曲線。通過單片機設置模擬信號的輸出速率可以實現加載、保載和卸載速率的改變;結合二維微動精密工作臺,可以實現較大范圍內高精度的點陣壓痕測試。通過在聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷等材料表面進行實驗測試表明:該系統可以高速高精度地測量樣品的納米機械性能參數,包括對樣品進行納米壓痕測試和對樣品的純彈性變形過程進行檢測,如聚二甲基硅氧烷或者各種微梁等微小構件。
關 鍵 詞:原子力顯微鏡(AFM);單片機;納米機械性能;載荷-壓深曲線

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