원자 군대 현미경 검사법 - 수동적인 표면에 잠재적인 이질성의 특성을 가진 부식 연구 결과

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커버되는 토픽

배경
전해질에 있는 열려있 회로 전기화학 잠재적인 측정을 가진 공기에 있는 상관 AFM 표면 잠재적인 측정
AFM는 고해상도 지상 잠재적인 측정을 제공합니다
전자에 기지를 두는 탐사기 기술과 AFM 표면 잠재적인 화상 진찰 비교
개요
부식 과학 연구를 위한 그밖 SPM 기술


배경

원자 군대 현미경 검사법은 (AFM) 화상 진찰을 위한 3개의 1 차적인 최빈값을 제안합니다:

  • 접촉형
  • TappingMode
  • 염력
  • 공명 방식 (TRmode)

각 1 차적인 최빈값은 수많은 우리가 이차 최빈값 또는 미분 방식으로 공동으로 참조하는 그밖 최빈값을 가능하게 합니다. 지상 잠재적인 화상 진찰, 또는 검사 켈빈 탐사기 군대 현미경 검사법은 다른 곳에 상세히 기술되는 TappingMode AFM의 유래물입니다. 만드는 무엇이 다른 대부분의 유래물 AFM 최빈값과 다른 지상 잠재적인 화상 진찰은, 지형도 작성 차원 이외에 양의 믿을 수 있는, 반복 가능 수치를, 및 지세를 가진 견본 표면을 통해 양, 동시에 지도를 비치하다 입니다. 양은 견본 표면끝 에 AFM 밑에 작은 지역 즉시의 정전기 잠재력, 및 그것이다 AFM 끝의 잠재력에 관련된 측정됩니다.

이 응용 주는 대량 전해질에서 한 전기화학 잠재적인 측정과 첫째로 AFM 기지를 둔 지상 잠재적인 측정을 비교하고, 상호 관계를 보여줍니다. 견본 표면의 동일 지역의 AFM 표면 잠재적인 심상 그리고 전자 현미경 사진에 있는 정보가 어떻게 보충할 수 있는지 그 때 보여줍니다.

응용 주는 또한 AFM 지상 잠재적인 측정과 전자 뿌리는 데이터가 어떻게 상관하는지 보여줍니다. 한마디로 말하면, 여기에서 제출된 심상 및 데이터는 AFM 표면 잠재적인 측정 및 화상 진찰의 유일한 기능을 유래하는 품질과 양이 많은 결과가 그밖 분석 기술에서 결과와 상관한다는 것을 설명해서 부식 과학 연구에 있는 AFM의 가치 그리고 유용성을, 설치하는 것을 돕습니다.

전해질에 있는 열려있 회로 전기화학 잠재적인 측정을 가진 공기에 있는 상관 AFM 표면 잠재적인 측정

, AFM 기지를 둔 지상 잠재적인 측정의 양이 많은 산출이 부식 연구 결과를 위해 의미심장하다는 것을 그밖 기술로 한 측정과 상관하는 감에서 설치하기 위하여는, 우리는 다음 묘사된대로 대량 전해질에 있는 전기화학 잠재적인 측정과 공기에 있는 AFM 기지를 둔 지상 잠재적인 측정을, 비교했습니다.

다른 금속의 견본은 이온을 제거된 근해 (O) DI-H 또는 0.5M 수성 NaCl 해결책2에 있는 30 분 동안 가라앉혔습니다. 안정된 개방 회로 잠재력은 potentiostat를 사용하여 이 견본을 위해 그 때 대 참고에 의하여 포화된 (SCE) 감홍 전극 측정되었습니다. 견본은 전해질에서 그 후에 제거되고, DI-H O로2헹궈지고, 차원 SPM를 가진 AFM 표면 잠재적인 화상 진찰 그리고 측정 이전에 공기 말려짔습니다. AFM 끝은 금속 층으로 입혔습니다. 끝의 잠재력은 근해에 노출 후에 순수한 Ni 견본의 표면을 측정해서 측정되었습니다; 이 표면은 재생 가능한 측정을 제공하기 위하여 찾아냈습니다.

AFM 기지를 둔 지상 잠재적인 측정은 숫자 1에서, 도끼에 따라서, DI-H O를 위한 개방 회로 부피 전해질 측정 대, 그리고2NaCl 해결책을 위해 좌우에 음모를 꾸밉니다. AFM 측정은 개방 회로 잠재력과 선형으로 상관하고, 견본의 볼타 잠재력과 연관될 수 있습니다. 0.5M NaCl에서 측정된 개방 회로 잠재력은 액티브한 방향 (i.e, 더 낮습니다)에서 DI-H O.에서 한 측정과 비교된 200mV의 주위에 곁에 이동됩니다.2

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 0.5M NaCl에 있는 이온을 제거된 근해에 있는 다른 금속 아)를 위한 전해질에 있는 개방 회로 잠재적인 측정을 가진 공기 (

0.5M NaCl에 있는 이온을 제거된 근해에 있는 다른 금속 아)를 위한 전해질에 있는 개방 회로 잠재적인 측정을 가진 공기 ("볼타 잠재력 ")에 있는 AFM 표면 잠재적인 측정의 숫자 1. 상호 관계, B). 전기화학 사회의 허가에 의해 재생하는.

이 작의는 AFM로 한 표면 잠재적인 측정이 종의 상대적인 귀족 또는 활동 설치를 위해 믿을 수 있다는 것을 설치하고, 대량 전해질에 있는 동일 종의 한 열려있 회로 잠재적인 측정과 비교될 수 있습니다. 주요 다름은 AFM 지상 잠재적인 측정에는 아주 높은 에서 비행기 (X가, Y) 해결책 있을 수 있다 이어, 우리가 다음 기술한 대로, 잠재력 여러가지 지구의 깊은 이하 마이크로미터 지도로 나타내기를 허용.

AFM는 고해상도 지상 잠재적인 측정을 제공합니다

AFM 표면 잠재적인 화상 진찰의 유일한 특징은, 잠재력을 현지에 지도로 나타내다 입니다 견본 표면의 비행기에 있는 나노미터 가늠자까지 아래로 연장할 수 있는 해결책과 더불어. 숫자 2는 알루미늄 기지를 둔 AA2024-T3 합금의 표면을, 통용되는 및 부식 비행기에서에 극단적으로 영향을 받기 쉬운 보여줍니다. 좌우 심상은 TappingMode AFM 지세와 표면 잠재적인 지도, 각각, 동일 지역의, 측에 60ìm입니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - AA2024-T3 합금 견본의 AFM 심상. 금속간 화합물 입자는 (맞은) 지상 잠재적인 심상에서 더 밝은 지역 (더 높은 잠재력)로 눈에 보입니다. (남겨두는) 지세는 매트릭스와 금속간 화합물 입자 사이에서 구별하지 않습니다. 60ìm 검사.

숫자 2. AA2024-T3 합금 견본의 AFM 심상. 금속간 화합물 입자는 (맞은) 지상 잠재적인 심상에서 더 밝은 지역 (더 높은 잠재력)로 눈에 보입니다. (남겨두는) 지세는 매트릭스와 금속간 화합물 입자 사이에서 구별하지 않습니다. 60µm 검사. 전기화학 사회의 허가에 의해 재생하는.

지상 잠재적인 심상에 있는 군기의 더 가벼운 그늘은 더 높은 잠재적인 가치에 대응합니다. 이 견본에, 지상 지세에서 분명하지 않은 금속간 화합물 입자는 지세 지도로 동시에 붙잡는 지상 잠재적인 심상에 있는 끼워넣는 매트릭스에 예리한 대조에서 보입니다. 금속간 화합물 입자의 위치 그리고 경계가 지상 잠재적인 심상에 의하여 정밀 폭격을 합니다. 이 입자는 20ìm 만큼 큰 이하 마이크로미터에에서 전체에 측정하고, 여기에서 합금 매트릭스 보다는 더 높은 잠재력을 전시합니다. 이 전위차는 다른 지역 사이의 동전기 연결 때문에 강화한 부식에 책임 있습니다. 음극 반응 비율은 이 입자에 해체는 매트릭스에 있는 더 낮은 잠재적인 사이트 또는 액티브한 입자에 자극되는 그러나, 강화됩니다.

지상 잠재적인 심상은 또한 TappingMode AFM 지세 심상에 있는 특징의 중요성에 약간 광명을 비춰줄 수 있습니다. 숫자 2에서는, 몇몇 구덩이는 지세 심상에서 눈에 보입니다 (떠났습니다): 지상 잠재적인 심상에서 금속간 화합물 입자 5와 관련되었던 1개, 그리고 입자 A.에 하나. 이 견본의 표면은 준비 도중 부식을 극소화하는 비수에게 닦기에 의하여 준비되고, 것과 같이 닦은 상태에서 검토되었습니다. 지세 심상에서 분명했던 구덩이는 닦기 도중 견본이 닦기 프로세스 도중 부식에 극단적으로 susceptiable 이기 때문에, (비수 닦는 매체에도 불구하고) 형성했습니다. (맞은) 측정한 잠재 배급은 부식성 환경에 연속적인 노출 도중 표면에 양극과 음극 반응을 확률이 매우 높은 위치에 대하여 중요한 정보를 제공합니다.

전자에 기지를 두는 탐사기 기술과 AFM 표면 잠재적인 화상 진찰 비교

숫자 3은 숫자 2.에 있는 AFM (SEM) 심상에서 보인 동일 지역의 대략 스캐닝 전자 현미경 사진입니다. SEM에 있는 대조는 입자와 매트릭스 사이 전자 뿌리 속성에 있는 다름에서 유래합니다. EDS 분석은 다른 입자에 숫자 2에 있는 더 높은 잠재력의 지구가 금속간 화합물 입자의 다른 모형과 연관된다는 것을 확인했습니다 능력을 발휘했습니다: 입자는 1-5 알루미늄 Cu (Fe, Mn)이고, 입자 A와 B는 알루미늄 Cu Mg입니다. 숫자 2, 입자 보다는 더 낮은 잠재력에 입자 4와 5 측정에 있는 지상 잠재적인 심상에서는 1-3; 이렇게, 외관상으로는 매트릭스에서 존재하는 알루미늄 Cu (Fe, Mn) 입자의 다른 모형이 있습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z -는 입자가 1-5 간 metallics 알루미늄 Cu (Fe, Mn)이다는 것을, 그리고 A, B가 간 metallics 알루미늄 Cu Mg이다는 것을 대략 숫자 2. EDS 분석에서와 동일 지역의 SEM 심상 표시했습니다.

입자가 1-5 간 metallics 알루미늄 Cu (Fe, Mn)이다는 것을, 그리고 A, B가 간 metallics 알루미늄 Cu Mg이다는 것을 숫자 3. 대략 숫자 2. EDS 분석에서와 동일 지역의 SEM 심상은 표시했습니다. 전기화학 사회의 허가에 의해 재생하는.

이들은 표면 잠재적인 심상이 설치한 분석 기술에서 장악된 정보를 보충할 수 있다 추가 기록, 역도 마찬가지로입니다. AFM는 잠재적인 화상 진찰 입자를 포함하는 Mg가 염화물 포함 해결책에 닦은 표면의 노출에 녹일 것이라는 점을, 그러나 공격에 의하여 개시하는 시간이 걸린다는 것을 제시합니다 처리 단계 실험의 효력을 보여주었습니다 떠오릅니다. 이 개시 시간 도중, 이 입자의 잠재력은 매트릭스의 잠재력의 가치에 줄입니다.

지상 잠재적인 화상 진찰은 표면전하에 극단적으로 과민합니다. 것과 같이 닦은 AA2024-T3 견본은 공기에 닦고는 및 연속적인 노출 도중 형성된 고유한 산화물 층에 의해 포함됩니다. imaged 우리 견본 표면의 지역, 그리고 몇몇 라운드 Mg 포함 입자를 침을 튀기는 아르곤 이온으로 몇몇을의 산화물 제거하기 전후 그 지역에서 확인해 (숫자 4). 침을 튀기는 것이 지상 산화물 간격의 단지 부분 (1-2nm)를 제거했다는 것을 보인 침을 튀기기로 동시에 능력을 발휘한 분석을 Auger. 견본은 다시 바람쐬기 위하여 그 때 드러내고 지상 잠재력은 AFM로 remapped. 숫자 4에 있는 지상 잠재적인 심상은 표면, 더 액티브한에 매트릭스 (더 높은 잠재력, 따라서 심상에 있는 더 밝은 군기) 보다는 더 고귀한, 에서 이동된 Mg 포함 입자의 측정한 잠재력에서 산화물의 약간 단층을 제거한 후에 보여줍니다 (진한 색). 이 입자의 위치 그리고 경계는 이하 마이크로미터 해결책에 눈에 보입니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - AA2024-T3에 있는 금속간 화합물 입자의 지상 잠재적인 심상. 화살은 Mg 포함 입자의 위치를 조준합니다. (떠나는) 부분적으로 아르곤 이온 침을 튀겨서 (1-2nm에 관하여) 천연 산화물막 제거 전에, 그리고 (맞은) 후에. 30ìm 검사.

숫자 4. 지상 AA2024-T3에 있는 금속간 화합물 입자의 잠재적인 심상. 화살은 Mg 포함 입자의 위치를 조준합니다. (떠나는) 부분적으로 아르곤 이온 침을 튀겨서 (1-2nm에 관하여) 천연 산화물막 제거 전에, 그리고 (맞은) 후에. 30ìm 검사. 전기화학 사회의 허가에 의해 재생하는.

데이터 막대 그래프를 사용하는 지상 잠재적인 측정 (숫자 5)는 대략 60mV에 60mV에서 매트릭스 보다는 인 잠재력에 있는 교대의 낮게 높이 대략 양을 정합니다. 이 견본이 염화물 해결책에 드러낼 때, 요구되는 개시 시간 없이 즉각 녹는 이 입자. 지상 산화물막의 부분적인 제거 및 공기에 있는 재성장 도중 책임의 재분배는 입자의 활성화 귀착되고, 이것에는 부식 행동을 위한 즉시 결과가 있었습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 숫자 4.에 있는 지상 잠재적인 심상의 막대 그래프. (막대 그래프에 있는 빨간 커서의 위치에 대략 상관하는) 라운드 Mg 포함 입자는 매트릭스 (막대 그래프에 있는 녹색 커서) 보다는 잠재력에서 60mV에 관하여 인에서 부분적인 고유하 산화물 제거 (밑바닥 막대 그래프) 후에 60mV에 관하여 인에, 낮게 높이 이동했습니다. (두 막대 그래프 전부에 있는 오른쪽에 첨단은 두 심상 전부의 센터에 지배적인 특징인 큰, 불규칙하게 모양 입자에 대응합니다.

숫자 4.에 있는 지상 잠재적인 심상의 숫자 5. 막대 그래프. (막대 그래프에 있는 빨간 커서의 위치에 대략 상관하는) 라운드 Mg 포함 입자는 매트릭스 (막대 그래프에 있는 녹색 커서) 보다는 잠재력에서 60mV에 관하여 인에서 부분적인 고유하 산화물 제거 (밑바닥 막대 그래프) 후에 60mV에 관하여 인에, 낮게 높이 이동했습니다. (두 막대 그래프 전부에 있는 오른쪽에 첨단은 두 심상 전부의 센터에 지배적인 특징인 큰, 불규칙하게 모양 입자에 대응합니다.

개요

AFM 기지를 둔 지상 잠재적인 화상 진찰 및 측정은 부식 과학 연구에 유용한 유일한 쪽에 있는 견본의 표면에 세부사항을 제시할 수 있습니다. 나노미터 가늠자 에서 비행기 해결책을 가진 이 심상 그리고 측정은, 수시로, 대량 기술을 포함하여 그밖 분석 기술에서 데이터에, 에 무료하, 상관합니다.

부식 과학 연구를 위한 그밖 SPM 기술

빨리 AFM와 스캐닝 터널을 파 현미경 검사법의 발달 후에 (STM), 전기화학 세포 잠재적인 통제와 전압 전류법 전시 및 분석 소프트웨어가 열렸거나 닫히는 액체 전해질 세포의 모양으로, 또한 견본의 전기화학 환경 통제가 AFM (와 STM) 소프트웨어와 통합된 상태에서 소개되었습니다. 오늘날, 전기화학 AFM 및 STM는, 부식 과학 연구에 있는 중요한 역할을 합니다.

이 정보는 Bruker 계속 Nano 표면에 의해 제공된 물자에서 sourced, 검토해서 그리고 적응시켜 입니다.

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Date Added: Mar 10, 2006 | Updated: Jan 23, 2014

Last Update: 23. January 2014 11:17

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