Anasys 계기에서 장비를 사용하는 정력적인 물자의 나노미터 가늠자 열 Mechano 화학 반응의 격렬한 끝 AFM 테스트

커버되는 토픽

소개
실험
결과와 면담
정력적인 물자에 있는 공허를 맞추기
끝 온도에 정력적인 물자 반응
결론

소개

정력적인 물자는 열과 역학적 에너지로 저장한 화학 에너지의 극적인 방출을 전시하는 물자입니다. 정력적인 물자와 화학 분해 프로세스를 치루는 어떤 물자든지의 1 차 차이는 분해가 생기는 비율입니다. 분해 비율은 입자 특성 (화학 성분, 규모, 형태학)를 포함하여 다수 요인에 의해, 반응 자극의 크기 및 내구, 및 물자 금고 결정됩니다. 폭발물을 위해, 풀어 놓인 에너지 비율 그리고 양은 일반적으로 폭발로 알려져 있는 자립 충격을 설치하게 충분합니다. 정력적인 물자에는 수시로 나노미터 가늠자 polycrystallinity, 공허, 그리고/또는 결점이 있고, 이 물자 내의 nanoscale 속성 그리고 현상이 그들의 거시적인 행동에 있는 핵심 역활을 한다는 것을 넓게 믿어집니다.

정력적인 물자에 있는 나노미터 가늠자 현상의 1개의 보기는 "핫스팟입니다," 정력적인 물자 분해에 있는 핵심 역활을 하는 정력적인 물자 내의 마이크로 눈금 공허에 nano 입니다. 개시 자극에 드러낼 때, 이 핫스팟은 때 온도, 규모에서 증가하고, 폭연 또는 폭발에 지도를 압력을 가하는 점화 사이트 작동할 것입니다. 정력적인 물자 내의 공허의 대형에는 쉽게 물자 종합 도중 지배할 수 있지 않, 아니라 정력적인 물자의 감도 그리고 성과에 대한 극적인 충격이 있습니다. 핫스팟은 그러나 아무도가 nanoscale 열 탐사기의 부족 광대하게 공부된 때문이 정력적인 물자의 몇몇 중요한 nanoscale thermomechanical 속성의 한 입니다. Nanodectonics 기술은, 정력적인 물자의 향상한 디자인을 가능하게 하고 궁극적으로 더 안전하고 더 강력한 폭발물을 열매를 산출할 수 있었습니다.

이 응용 주는 격렬한 끝을 가진 정력적인 물자에 있는 현지 열분해를 기술하고, 정력적인 물자 반응에 대한 끝 온도의 효력을 보여줍니다.

격렬한 끝 AFM (HT-AFM)는 격렬한 끝이 일반적인 끝 대신에 사용되는 어떤 AFM 작동든지 나타납니다. 거의 어떤 AFM 화상 진찰 최빈값든지 (/접촉/군대 양 etc. 두드리기) 격렬한 견본의 열 속성에 묶인 새로운 정보를 열매를 산출하기 위하여 끝을 수용할 수 있습니다. HT-AFM는 아래에서 설명된 nano TA 열 탐사기로 알려져 있는 기술의 계열을 포함합니다.

Nano TA 열 탐사기는 100nm의 공간적 해상도를 가진 물자의 열 행동을 측정하거나 나아지는 기능에 원자 군대 현미경 검사법의 높은 공간적 해상도 화상 진찰 기능을 결합하는 현지 열적 분석 기술입니다. 전통적인 AFM 끝은 끼워넣어진 히이터가 있는 특별한 nano TA 열 탐사기에는 대체되고 특별히 디자인한 nano TA 열 탐사기 하드웨어 및 소프트웨어에 의해 통제됩니다. 이 nano TA 열 탐사기는 AFM의 표준 화상 진찰 최빈값을 통해 사용자가 열 측정이 요구되는 특정 위치를 선정하는 것을 허용하는 nanoscale 해결책을 가진 지상 구상을 가능하게 합니다. 사용자는 그것의 thermomechanical 반응을 측정하는 요구한 위치에 현지에 열 적용에 탐사기를 지시할 수 있습니다.

실험

HT-AFM와 nano TA 열 탐사기는 정력적인 물자의 현지 분해의 연구 결과를 가능하게 했습니다. 숫자 1은 기본적인 실험적인 윤곽을 보여줍니다. Pentaerythritol Tetranitrate의 박막은 (PETN) 유리 슬라이드에 ~250 nm의 간격에 준비되었습니다. 격렬한 AFM 공가 끝이 정력적인 물자와 접촉하여 검사될 때, 끝에서 가열은 정력적인 물자 필름에 있는 nanoscale 녹 그리고/또는 분해를 유도할 수 있었습니다. 찬 끝을 사용하여 정력적인 물자의 도량형학을 능력을 발휘하는 것이 가능했습니다, 열 쓰기 전후에 둘 다.

숫자 1. 실험적인 준비

결과와 면담

정력적인 물자에 있는 공허를 맞추기

격렬한 끝을 가진 현지 열분해는 정력적인 물자에 있는 공허의 규모 그리고 공간적 해상도 둘 다 통제의 유일한 방법을 제공합니다. 합성 공허를 맞추는 기능은 정력적인 현상을 질문하고 통제하는 새로운 쪽을 가능하게 할 수 있었습니다. 숫자 2는 간단한 것 "+" PETN 필름에 쓴 패턴을 보여주어, 기술의 높은 특별한 해결책 그리고 기입을 설명하. 의 2개의 선의 각각을 위해 "+," 외팔보는 215의 ¡ ãC에 붙들리고 0.1 Hz에 60 초 동안 검사되었습니다. 특징의 깊이는 바싹 필름 간격과 일치한 ~300 nm이었습니다. 물자가 열 쓰기 도중 완전하게 궤란되거나 증발했다는 것을 표시하는 두드러진 다중 충돌 또는 잔류물이 없었습니다.

격렬한 끝을 사용하는 쓰여지는 숫자 2. 패턴

끝 온도에 정력적인 물자 반응

정력적인 물자 반응에 숫자 3 아래 쇼 끝 온도의 효력. 이 실험에서는, 격렬한 끝은 5개의 다른 온도에 선에 따라서 검사되었습니다. , 54 °C 시험된, 저온은 PETN에 석판 인쇄 표를 일으키지 않았습니다. 그러나, 99 °C에 그리고 격렬한 끝의 위 PETN로 쓸 수 있었습니다. PETN 반응의 지구는 증가 온도를 위해 더 넓었습니다. 증가한 반응 지역은 끝에서, 또는 PETN 필름에 있는 열 기계적인 반응의 유포에 의하여 증가한 난방 때문일 지도 모릅니다. 궤란한 지역의 가까이에 고온에서, PETN 결정은 궤란된 지역을 위해 측정의 이 모형이 정력적인 물자에 조잡하게 만들고 나이 드는 곡물 공부를 위해 유용할지도 모르다 건의하는 변경되지 않은 견본 지구에서 두드러지게 더 컸습니다.

다른 끝 온도에 숫자 3. PETN 반응

두번째 실험 (그림 4.)는 PETN 필름의 5개의 µm 사각에 격렬한 끝을 검사해서 반작용된 물자의 비율을 시험했습니다. FIG. 4의 심상에서는, 느린 검사는 심상의 끝에 끝이 동일 지구에 두번 검사하지 않았다 "남쪽으로" 시작되고 단지 1개의 통행에서 "," 그 같은 북쪽으로 움직였습니다. 이 실험을 위해, 외팔보는 215 °C.에 가열되었습니다. 첫번째 실험을 위해, 격렬한 끝은 1290 초에 있는 견본에 검사했습니다. FIG. 4의 지점 반응 도량형학에서는, PETN의 다량은 Figs. 2와 3의 궤란된 선과는 다른, 그러나, 몇몇의 뒤에 기입된 PETN 제거되었습니다. 게다가, 그것은 PETN의 다결정 구조물이 FIG. 4.에 있는 남북 방향에 있는 원주 형식에서 동쪽으로 향하게 하다 처럼 나타납니다.

검사 비율 변화의 숫자 4. 효력

정연한 두번째 5 µm는 660 초의 총 검사 시간 귀착된 증가시킨 검사 속도를 제외하면에 PETN의 신선한 지역, 동일한 조건 하에서, 쓰여졌습니다. 이 두번째를 위해, 더 단단 실험은, 현저하게 더 적은 PETN 제거되고 PETN의 원주 곡물 구조물은 훨씬 명백합니다. 가열될 때, PETN는 상전이를 통해 가스 단계로 (승화 또는 용해/증발) 들어가고 또는 궤란할 수 있습니다. 우리에 의하여 PETN가 녹거나 격렬한 끝에 증발하고 가설을 세우고, 이전에 검사한 지역에 연속적으로 recondensed. 그러나, 건의하는 모든 몇몇은의 PETN 궤란할 수 있다는 것을 물자는 아닙니다 recondensed. recondensed PETN는 끝 검사가 시작된 지구의 남쪽에서 북쪽 끝이 온도 기울기를 떠나기 격렬한 마지막이었기 때문에 주로 입니다. 끝의 고열은 액체를 몰았습니다 또는에서 수증기 PETN는 멀리 PETN 더 차가웠던 검사의 남쪽 끝에 귀착된 끝, 단지 압축했습니다.

압축한 PETN는 남북 방향에서 가장 강한 온도 기울기로 일관된 행동인, 남북 방향에서 일반적으로 속이는 원주 구조물을 형성했습니다. 더 적은 물자는 더 긴 검사 및 더 느린 날개끝 속도를 위한 검사한 사각 안에 압축했습니다. 격렬한 끝의 더 긴 일시 운전 정지 시간은 열원에서 멀리 확산하기 위하여 녹고은/증발한 PETN를 허용할 수 있습니다. 다결정 정력적인 물자의 마이크로 컴퓨터/nanostructure 조작을 위한 이 기술은 유포 비율과 같은 현상을 공부하고 공허 및 또는 동쪽으로 향하게 한 정자 사이 번식을 조사하는 임의 모양 및 간격을 두기의 통제되는 nanoscale 특징을 일으키기 위하여 이용될 수 있었습니다.

결론

이 응용 주는 격렬한 끝 AFM (HT-AFM)를 통해 정력적인 물자의 나노미터 가늠자 열 mechano 화학제품 반응 시험을 위한 새로운 방법을 제출합니다. 열화학 반응은 박막 물자에 탐사기의 온도를 통제해서 유도될 수 있습니다. 실험은 규모, 모양, 간격 및 이방성에 근거를 둔 열화학 반응의 번식을 조사합니다. 이 기술은 어떤 크리스탈 다결정 물자든지에 있는 열물리학 현상을 조사하기 위하여 이용될 수 있었습니다. 다결정 물자의 마이크로 컴퓨터/nanostructure를 조작하는 기능에 의하여 유포 비율 상전이와 같은 현상을 공부하기 위하여 이용될 수 있고, 정력적인 물자 저쪽에 다양한 nanomaterials에 있는 석판인쇄술이 능력을 발휘합니다.

근원: 정력적인 물자의 격렬한 끝 AFM: Nano dectonics
저자: Ph.D 임금 윌리엄 P.
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Date Added: May 13, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 18:04

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