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岛津WET-SPM应用领域介绍

点击次数:285次  发布时间:2017-10-20

    微区分析中,原位测试是非常必要的。尤其是在复杂环境下,当环境因素改变时,原位观测表面各种性能的改变,如形貌、杨氏模量、导电性、电荷分布等,这已经成为原子力显微镜应用的常见需求,配备的专业环境中舱的WET-SPM就可以满足用户的这些需求。

    WET-SPM可对多种环境进行模拟和控制。为其特制的一体式手套箱控制舱满足了各种实验环境要求。不仅可以对温度、湿度、气氛等环境量控制,还可以设置真空环境满足超高温、超低温的实验要求,提供光照满足光电材料的测试要求等。

1、加热冷冻控制

        

    锂电池的隔膜材料具有孔隙,以实现充电放点过程中锂离子的穿梭。在充放电时,会有部分能量转化为内能从而使温度提高。本实验模拟了这种情况,测试温度升高对隔膜材料空隙的影响。从左到右是分别是温度为室温、40摄氏度、55摄氏度时孔隙的变化。可以观察到随着温度的升高,孔隙变小,从而影响了锂离子的穿梭,这也是锂电池充放电多次后导致寿命变低的一个原因。

                                                          

   对于有机材料而言,温度的降低会导致其机械性能改变。这个实验分别测试25摄氏度和零下25摄氏度时聚丙烯薄膜的形貌和粘弹性。可见形貌有部分变化,但是粘弹性的变化更为剧烈,表征随着温度的降低,机械性能的剧烈变化。

2、液体环境与电化学环境

很多实验需要液体环境,原子力显微镜液体池应运而生。

                                                                                           

   这三幅图展示的是方解石晶体在液体中的溶解过程。我们可以看到呈片层状的方解石逐步消失,表面的孔隙越来越大。

电化学是研究电池、腐蚀等领域的必需环境,将液体池改造升级为电化学池,可以为相应的实验提供原位分析。

                                                                                        

测试铜板在通电循环中的腐蚀过程,通电电压压从-600mV到800mV 循环3次,电解质溶液为1mM KCl, 5mM CuCl2。原位观察铜板到表面逐渐变得粗糙,可测试其被腐蚀的程度。

3、光照环境

对于光电材料和光敏材料,在光照情况下,其表观形貌和属性会发生变化。WET-SPM的光辐照单元为用户提供了照射光路,可连接各种光源。

                                                                                         

并五苯自然结晶呈梯田状,在紫外光照射下,并五苯被消解。随着照射时间的延长,所有的并五苯样品完全消失。该实验反映了这一连续的过程。

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