peak force error原子力
布鲁克原子力显微镜
e.g. Rtip=2nm
Lateral Resolution: <<2nm
Lateral Resolution: ~2nm
Some factors that can further affect achievable lateral resolution:
• • •
Vertical:
Moisture layer on the surface (in air) Ionic screening charges (in fluid) Tip engage robustness (AFM’s ability to preserve the tip during engage)
Simplified Sample prep on many substrates; capacity for industrial applications (e.g. wafer level screening)
(*)
Based on Bruker’s proprietary PeakForce™ Tapping
Johannes.Kindt@
• • • • •
•
Comparison EM / AFM
TEM Principle Resolution Max. Field of view Field Depth Material contrast Environments Speed (hi res scan) Sample prep AFM-strengths: El. Shadowing, diffraction <0.1nm 10s of um Samp.Th. 100nm Density High Vacuum < 1 min <100nm thick
AFM培训资料
(4)电化学环境：如超高真空系统一样，电化学系统为AFM提供了另一种控制环境。电化学AFM是在原 有AFM基础上添加了电解池、双恒电位仪和相应的应用软件。电化学AFM可以现场研究电极的性质，包 括化学和电化学过程诱导的吸附、腐蚀以及有机和生物分子在电极表面的沉积和形态变化等。
优点：很好的消除了横向力的影响。降低了由吸附液层引起的力，图像分辨率高，适 于观测软、易碎、或胶粘性样品，不会损伤其表面。
缺点：比Contact Mode AFM 的扫描速度慢。 非接触模式（Non-Contact Mode AFM）：悬臂在距离试样表面上方5～10 nm 的距离处 振荡，作用力（引力）通过悬臂梁的变形进行测量。这种操作模式的不利之处在于要在室温 大气环境下实现这种模式十分困难。因为样品表面不可避免地会积聚薄薄的一层水，它会在 样品与针尖之间搭起一小小的毛细桥，将针尖与表面吸在一起，从而增加尖端对表面的压力。 优点：没有力作用于样品表面，样品不会被破坏，而且针尖也不会被污染，特别适合 于研究柔嫩物体的表面。 缺点：由于针尖与样品分离，横向分辨率低；为了避免接触吸附层而导致针尖胶粘， 其扫描速度低于Tapping Mode和Contact Mode 模式。通常仅用于非常怕水的样品，吸附液 层必须薄，如果太厚，针尖会陷入液层，引起反馈不稳，刮擦样品。由于上述缺点，此模式 的使用受到限制。
AFM 工作原理示意图。
SPM 的成像模式：
用于反馈的物理量 P 不同，SPM 的成像模式就不同，下表给出了 SPM 的几种基本成 像模式。
浅析墨粉分析方法研究进展
浅析墨粉分析方法研究进展作者：王浩来源：《科学与财富》2019年第09期摘要：对于墨粉来说其内部的组成以及分布对其性能方面起着极为关键的作用，因此我们就对墨粉的内部组成以及分布情况进行了叙述，并对墨粉分析方法研究进展进行了研究，希望给墨粉产品的生产和研发方面带来一些效果。
关键词：墨粉;分析方法;研究进展现阶段大多数的打印机和复印机都是采用5～10μm的墨粉微粒来形成图像的。
如今由于科技的不断发展与进步，使得人们对印刷设备的要求也不断增多，要求其更加的完善、丰富和节能，同时对墨粉的要求也变得更多，要求其更加的稳定、鲜艳、细致以及耐热，而影响墨粉性能的主要因素就是其内部的组成以及分布，因此充分的了解墨粉的内部组成以及分布可以有效的提高墨粉的性能和效果。
不过墨粉的内部颗粒非常小，通常只有5～10μm，因此想要充分的了解其内部组成以及分布的难度就非常大，必须使用科学合理的分析方法进行研究，所以我们就对墨粉分析方法的研究进展进行了阐述。
墨粉的分析方法包括两种：二维（2D）分析法和三维（3D）分析法，本文就对这两种方法进行了详细的研究。
一、二维（2D）分析法二维（2D）分析法是对墨粉分析方法中最主要的方法，因为墨粉内部的颗粒和组分非常小，所以要借助电子显微镜来查看墨粉的内部结构。
现阶段研究墨粉的工作者利用二维（2D）图像的分析法对墨粉的内部颗粒以及组分的分布情况进行了探究，所用到的二维（2D）分析方法主要包括：透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）以及纳米压痕法。
另外，还有AFM-IR法是原子力显微镜（AFM）和红外光谱（IR）相融合的一种方法。
以上这些都是2D的方法，所以都应该对墨粉进行切片取样，主要的流程是先把墨粉的粉末分散于环氧树脂当中包埋，然后将其固化后用液氮进行淬火，并利用切片机进行切片取样，最后用四氧化钌（Ru O4）对样片染色，来增大样片的对比性。
（一）透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜（TEM）作为分析墨粉内部颗粒组成及分布的一种普遍的方法，其分辨率非常高，而且分析的性能极强。
一些物理里面名词的中文对照(大部分是材料领域的)
Abelian group 阿贝尔群，又称Abel群ablation 烧蚀abnormal dispersion 反常色散Abrikosov vortex lattice 阿布里科索夫涡旋线格子Abrikocov vortex state 阿布里科索夫涡旋态absorber 吸收体absorption spectroscopy 吸收光谱abundance 丰度acceptor doping 受主掺杂acceptor impurity 受主杂质accumulation layer 累积层achromatic phase matching 消色差相位匹配achromatic wave plate 消色差波片achromatism 消色差[性]ac Josephson effect 交流约瑟夫森效应，又称交流Josephson效应acoustic compliance 声顺acoustic ohm 声欧[姆]acoustic stiffness 声劲[度]acoustic-optic tensor 声光系数张量acousto-optic effect 声光效应acousto-optic Q-switch 声光Q－开关acousto-optic signal processor 声光信号处理器acousto-optical tunable filter 声光可调滤波器actinide element 锕系元素activated tunneling 激活隧穿active device 有源器件active region 激活区addressing electrode 寻址电极adiabatic theorem，绝热定理adiabatic transformation 绝热变换adiabatic transport，绝热输运adiabaton 浸渐子，绝热子advection 平流aerodynamic sound 空气动力声aersol 气溶胶affinity potential 亲和势aggregate 聚集体aggregation 聚集Aharonov-Bohm (AB) effect AB效应，又称Aharonov-Bohm (AB) 效应Aharonov-Bohm (AB) flux AB磁通，又称Aharonov-Bohm (AB)磁通allowed state 容许态alpha decay ( -decay) 衰变alpha particle ( -particle) 粒子Altshular-Aronov-Spivak (AAS) effect AAS效应，又称Altshular-Aronov-Spivak效应amplification without inversion 无反转放大amplitude limiting 限幅amplitude transformer 变幅杆Andreev reflection 安德列也夫反射，又称Andreev反射Andreev mirror 安德列也夫镜[子]，又称Andreev镜[子] Andreev scattering 安德列也夫散射，又称Andreev散射angular resolved photoemission spectroscopy 角分辨光电子谱[学] anisotropic confinement 各向异性限域anisotropic scatterer, 各向异性散射体anisotropy energy 各向异性能anomalon 反常子anomalous power laws 反常幂[次]率anomalous proximity effect，反常临近效应anomaly 反常antidot 同quantum antidot 反量子点antidodal point 腹点antigravity 反引力antihyperon 反超子anti-localization, 反局域化antimeson 反介子anti-exclusive principle 反不相容原理antiferromagnetic interaction 反铁磁相互作用antiferromagnetic semiconductor 反铁磁半导体anti-Stokes scattering 反斯托克斯散射anti-time ordered function, 反时序函数anyon 任意子aphelion 近日点, 远核点areal density 面密度armchair nanotube 扶手椅型纳米管arrayed waveguide gratings 阵列波导光栅artificial atom，人[工]构[造]原子artificial barrier 人工势垒artificial elment 人造元素atom laser 原子凝射器atom optics 原子光学atom trapping 原子陷俘，原子捕获atom waveguide 原子波导atomic clock原子钟atomic diffraction 原子衍射atomic fountain 原子喷泉atomic form factor 原子形状因子atomic time 原子时attenuation 衰减attosecond X-ray pulse 阿秒X射线脉冲Auger process 俄歇过程，又称Auger过程avalanche counter 雪崩计数器avalanche effect 雪崩效应avalanche photodiodes,apd 雪崩光电二极管azimuth 方位角back-action evasion 非干扰[测量]background radiation 本底辐射，背景辐射background temperature 本底温度, 背景温度balanced homodyne detection平衡零拍探测ballistic aggregate 弹道聚集体ballistic aggregation 弹道聚集ballistic electron injection 弹道电子注入ballistic transport弹道输运ballistics 弹道学band bending 带弯曲band index 带指标band of rotation-vibration 振转[谱]带band offset 带阶band repulsion 带排斥band theory 能带论bar 巴（压强单位），杆Barkhausen noise 巴克豪森噪声，又称Barkhausen噪声barn 巴恩(截面单位，10－24厘米2)barrier 势垒barrier curvature 势垒曲率barrier height 势垒高度barrier state 势垒态barrier tunneling 势垒隧穿base-centered orthorhombic lattice 底心正交格[子] base line 基线base material 基质base metal 碱金属basis vector 基矢beam 束，梁beam dump 束流捕集器beam focusing 束流聚焦behaviour 行为，性能Bell inequality贝尔不等式，又称Bell不等式bend resistance，弯曲电阻bent crystal 弯晶Berry phase 贝里相位，又称Berry相位βdecay β衰变βradioactivity β放射性βray β射线βspectum β谱βstability line β稳定线bevatron 吉伏质子加速器（高能质子同步稳相加速器）bicritical point 双临界点bicrystal junction 双晶结big bang model 大爆炸模型binary diffractive optical element 二元衍射光学元件bioastrophysics 天体生物物理学biochip 生物芯片bipolar junction transistor 双极[结]晶体管bit rate 比特率blackness 黑度blaze line 闪耀角bleaching effect 漂白效应blob 团迹，链滴Bloch electron 布洛赫电子，又称Bloch电子Bloch frequency，布洛赫频率，又称Bloch频率Bloch oscillation，布洛赫振荡，又称Bloch振荡Bloch theorem 布洛赫定理，又称Bloch定理blockade 阻塞Blonder-Tinkham-Klapwijk [BTK] model BTK模型body-centered cubic lattice 体心立方格[子]body-centered orthorhombic lattice 体心正交格[子]Bogoliubov [-de Gennes] equations 博戈留波夫[－得简斯]方程，又称Bogoliubov [-de Gennes]方程Boltzmann distribution 玻尔兹曼分布Boltzmann transport equation，玻尔兹曼输运方程bond-angle order 键角有序bond-orientational order 键取向有序bond polarizability 键极化性bond valence 键价boojum 布经(超流氦3中的取向织构)bosonization of field operators 场算符的波色化Bragg peak 布拉格峰，又称Bragg峰Bragg plane 布拉格平面，又称Bragg平面Bragg reflection 布拉格反射，又称Bragg 反射Bragg reflectors 布拉格反射器，又称Bragg 反射器Bragg waveguide 布拉格波导，又称Bragg 波导break junction 断裂结breathing mode呼吸模breeder 增殖反应堆breakup reaction 崩裂反应bright state 亮态brittleness 脆性buffer amplifier 缓冲放大器buffer gas 缓冲气体buffer layer, 缓冲层burn-up 燃耗Büttiker formula, 比特克公式，又称Büttiker公式buzzer 蜂鸣器C-15 structure C-15结构C[a]esium clock 铯钟calorie 卡【洛里】candle 烛光candescence 白热，又称白炽canonical commutation relation 正则对易关系canonical variable 正则变量cantact angle 接触角canted spin order倾斜自旋有序cantilever 悬臂（原子力显微镜中的）canthotaxie眼角[式]排列（另文说明）carbon cycle 碳循环(恒星内部的)carbon nanotube 碳纳米管carrier 载流子carrier concentration 载流子浓度carrier diffuse 载流子扩散carrier reservoir 载流子库Cartesian coordinates 笛卡儿坐标Cauchu-Schwarz inequality Cauchu-Schwarz不等式cavity dark state 腔暗态cavity dumping 腔倒空cavity quantum electrodynamics 腔量子电动力学cavity resonator [谐振]腔共振器14C dating 碳14测年celestial X-ray source 宇宙X 射线源center of inversion 反演中心center of moment 矩心central collision中心碰撞center-of-mass energy 质心系能量centrifuge 离心机centrifugal separation 离心分离ceramic 陶瓷chain folding 链折叠chain statistics 链统计学chalcogenide 硫属化物channel waveguide 沟道波导chaos synchronization 混沌同步chaotic communication 混沌通讯chaotic noise 混沌噪声characteristic impedance 特性阻抗characteristic curve 特征曲线charge-separated plasma 电荷分离等离子体(正负电荷在空间不同区域的等离子体) charge imbalance 电荷不平衡charge ordering 电荷有序charge parity effect，电荷宇称效应charge qubit 电荷量子比特（超导量子比特的一种）charge-phase qubit 电荷-相位量子比特（超导量子比特的一种）charge reservoir 电荷库charge stiffness 电荷劲度（衡量外场作用下电荷被自由加速的难易程度）charge-spin coupling电荷自旋耦合（用于自旋电子学）charge stripe phase 电荷条纹相charge-to-mass ratio 荷质比charge transfer insulator 电荷转移绝缘体charge transfer salt 电荷转移盐charge velocity 电荷速度（见于电荷－自旋分离现象）charging energy，充电能chemical shift 化学位移chiral liquid crystal 手征液晶chiral molecule手征分子，又称手性分子chiral symmetry broken 手征对称[性]破缺chirp啁啾chirped Gaussian pulse 啁啾高斯脉冲chirp filter 啁啾滤波器，又称线性调频滤波器，或色散延迟线chopper 斩波器circumlunar orbit 环月轨道circumsolar orbit 环日轨道circumterrestrial orbit 环地轨道cis-lunar space 月地空间clad 覆盖clamping 箝位classical fluid 经典液体clean limit [干]净极限cleaved coupling cavity 解理耦合腔cloning fidelity克隆保真度closed shell 满壳层，又称闭壳层，英文又称closure shellcluster state簇态CNO cycle 碳氮氧循环coalescence 聚合, 并合code 1，[代]码；2，密码；3，符号coding 编码codirectional coupling 同向耦合coefficient of correlation 关联系数coefficient of elasticity 弹性系数coexistence line 共存线(相图中的)coexisting phase 共存相coherence factor 相干因子coherence length，相干长度coherent atomic recoil 相干原子反冲coherent electron tunneling 相干电子隧道coherent peak 相干峰coherent photoassociation 相干光缔合coherent population oscillation相干布居振荡coherent population trapping相干布居囚禁coherent population transfer相干布居迁移coherent structure 拟序结构coherent terahertz waves相干太赫波coherent transient effects 相干暂态效应coherent trap 相干捕获cold finger 冷头cold fusion 冷聚变collective coordinate 集体坐标collective mode 集体模collective motion 集体运动collective pinning model 集体钉扎模型collinear phase matching 共线相位匹配colloid 胶体，胶质colloidal metal 胶体金属colored noise 色噪声colossal magnetoresistance [CMR] 庞磁电阻commensurate lattice 公度格子compact star 致密星compensated impurity 补偿杂质complementary metal oxide semiconductor [CMOS] 互补金属氧化物半导体complex 1，复合体；2，络合物complex analytical signal theory 复解析信号理论complex-conjugate pulses 复共轭脉冲compliance 1，柔度；2，顺度composite Fermion 复合费米子compression of ultrashort pulses 超短脉冲压缩compressor 压缩器，压机concurrence并发纠缠,又称量子并发condensate 凝聚体condensation energy 凝聚能condenser 冷凝器conductance fluctuation, 电导涨落conductance quantization 电导量子化conduction electron 传导电子confinement 1，约束（等离子）；2，限域（凝聚态）；3，禁闭（高能）congregating effect 聚集效应conjugate variable 共轭变量conservation of angular momentum 角动量守恒conservation of crystal momentum 晶体动量守恒conservative dislocation motion 保守位错运动(位错沿滑移面平行于Burgers矢量运动无净质量流)conservation of energy 能量守恒conservation law of flux 磁通守恒律conservation of momentum 动量守恒conservation of particle number粒子数守恒contact angle 接触角contact potential 接触势contact resistance 接触电阻continuation 延拓continuous group 连续群contour line 等值线contour map 等值线图contradirectional coupling反向耦合conventional unit cell 惯用单胞，简称单胞convergence factor 收敛因子conversion electron 内转换电子coolant moderator 载热减速剂cooperative diffusion 合作扩散Cooperon, 库珀子Cooper pair box 库珀对盒子coplanar waveguide 共面波导copolymer 共聚物core energy 芯能core nucleus 核芯[核]correlated spontaneous emission 关联自发发射correlation exponent 关联指数cosmic aerodynamics 宇宙气体动力学cosmic age 宇宙年龄cosmic constant 宇宙常量cosmic [microwave] background radiation [CMBR] 宇宙[微波]背景辐射cosmic microwave background 宇宙微波背景cosmic string 宇宙弦cosmochemistry 宇宙化学，天体化学cosmological nucleosynthesis 宇宙核合成cosmos 宇宙co-tunneling 共隧穿Couette flow 库埃特流Coulomb blockade 库仑阻塞Coulomb gap 库仑隙Coulomb interaction 库仑[相互]作用Coulomb island 库仑岛，又称单电子岛（single electron island）Coulomb potential 库仑势Coulomb repulsion 库仑斥力Coulomb staircase 库仑台阶counter telescope 计数器望远镜coupled-channels model 耦合道模型coupled mode theory 耦合模理论coupled waveguides，耦合波导coupled wells耦合阱coupling energy 耦合能coupling strength 耦合强度covalent bond 共价键creep wave蠕波，又称爬波critical assembly [核反应堆]临界装置critical density 临界密度critical dimension 临界维度cross-phase-modulation 交叉相位调制cross field 交叉场cross junction, 十字结crosstalk attenuation 串扰衰减crystal-field splitting 晶［体］场劈裂crystalline anisotropy晶态各向异性crystal symmetry class 晶体对称类cubic lattice 立方格子cuprate 铜氧化物curie 居里(非国际制放射性活度单位)current bias 电流偏置current operator 电流算符cutoff energy，截止能量cyclone 气旋cyclotron effective mass 回旋有效质量D/A converter 等于digital to analog converter 数模转换器damping radiation 阻尼辐射dark current 暗电流dark energy 暗能量dark state 暗态dark-state polariton 暗态光极化子date line 日界线dc Josephson effect 直流约瑟夫森效应，直流Josephson效应dc SQUID (superconducting quantum interference device) 直流超导量子干涉器Debye wave vector 德拜波矢decay heat 衰变热decay time，衰减时间deceleration 减速度decibel 分贝decoherence 退相干，又称消相干decoherence-free 无退相干，又称无消相干decontamination factor 去污因子decoupling epoch 退耦期decoy state 诱骗态deformation potential，形变势degeneracy collapse 简并塌缩degenerate pressure 简并压degenerate star 简并星de Gennes-Taupin length de Gennes-Taupin长度degree of order 有序度de Haas-Shubnikov effect de Haas-Shubnikov效应delay time，延迟时间demultiplexer 解复用器dendrite 1,枝晶；2，枝蔓；3，枝蔓体dense coding 密集编码dense wavelength division multiplexing 密集波分复用density correlation function，密度关联函数density distribution 密度分布density wave 密度波depairing 拆对dephasing length，退相位长度depinning 脱钉[扎]depleted Uranium 贫化铀deplation force 排空力（胶体物理用语）depletion layer 耗尽层descreening 去屏蔽deterministic equation 确定(论)的方程deuterium 氘, 即重氢deuterium oxide 重水dextrorotation 右旋diabatic approach 非绝热近似diagnostics 诊断学diagonal element 对角元diagonal matrix 对角矩阵diagonalization 对角化diamond structure 金刚石结构diblock copolymer 双嵌段共聚物dielectric response function 介电响应函数dielectric function，介电函数dielectric microcavity 介电[质]微腔dielectric reflector 介[电]质反射器differential conductance 微分电导differential input 差分输入differential rotation 较差自转（天文学用语）differential scanning calorimetry 差分扫描量热术diffraction-free beam 消衍射光束diffractive binary optics 衍射二元光学diffuseness [parameter] 弥散参数diffusion constant，扩散常数diffusion current 扩散电流diffusion region 扩散区diffusive transport，扩散输运digit 数字digital circuit 数字电路digital cross connect 数字交叉连接digit[al] to analog converter (DAC) 数模转换器digital micromirror device 数字微镜器件dilation 膨胀dilute phase 稀相dilation symmetry 伸缩对称dimensionless conductance 无量纲电导dimer 二聚体dimerization 二聚化dipole interaction 偶极相互作用dipole giant resonance 偶极巨共振Dirac braket 狄拉克括号Dirac picture 狄拉克绘景, 即相互作用绘景directed diffusion 定向扩散directional bond 定向键directional coupler 定向耦合器directional ordering 取向有序directional quantization 方向量子化direction of magnetization 磁化方向direct lattice 正格子，又称正点阵direct transition 直接跃迁dirty limit 脏极限dirty-metal regime，脏金属区discontinuity 1，不连续[性]；2，突变[性] dislocation network 位错网络disordered alloy 无序合金disordered system 无序系统dispersion compensation 色散补偿dispersion-managed solitons 调控色散孤子dissipationless flow 无耗散流dissociation energy 离解能distillable entanglement 可萃取纠缠distinguishable states可区分态distributed Bragg reflector 分布布拉格反射器domain 1，畴；2，[定义]域；3，区域donor level 施主能级dopant 掺杂物doping 掺杂dosimetry 剂量学double-barrier tunneling，双势垒隧穿double exchange interaction 双交换相互作用double heterostructure DH 双异质结doublet state 双重态dressed atom 着衣原子，又称缀饰原子droplet model 小液滴模型Drude model，德鲁德模型duty ratio 占空比d-wave pairing d波配对dyad 并矢dynamical mass 动力学质量(08.02dynamic random access memory [DRAM] 动态随机存储器dynamic screening，动态屏蔽dynamically induced coherence 动态诱导相干dynamo theory 发动机理论dyne 达因early universe 早期宇宙eccentricity 偏心率eclipse 1，食；2，交食edge channel，边缘通道edge dislocation 刃[型]位错edge state，边缘态effective field theory 有效场理论effective Hamiltonian 有效哈密顿量effective mass approximation，有效质量近似Einstein-Podolsky-Rosen thought experiment EPR思想实验Einstein-Podolsky-Rosen effect EPR效应Einstein-Podolsky-Rosen pair EPR对Einstein-Podolsky-Rosen paradox EPR佯谬elastic compliance 弹性顺度elastic deformation 弹性形变electrical isolation 电绝缘electric breakdown 电击穿electric capacity 电容electric resistance 电阻electrical quadrupole moment 电四极矩electrochemical potential 电化学势electromagnetic absorption 电磁吸收electromagnetically induced absorption 电磁感生吸收electromagnetically induced transparency 电磁感生透明electromagnetic-environment effect，电磁环境效应electron backscattering pattern 电子背散射图样electron-beam lithography 电子束刻蚀electron configuration 电子组态electron density 电子密度electron-doped high temperature superconductor 电子掺杂的高温超导体electronegativity 电负性electron-electron interaction，电子－电子相互作用electron-hole pair 电子空穴对electron-hole recombination 电子-空穴复合electron hologram 电子全息术electron transition 电子跃迁electron pair 电子对electron pair tunneling 电子对隧穿electron-phonon coupling 电子声子耦合electron temperature，电子温度electron tunneling 电子隧穿electron waveguide，电子波导electron volt (eV) 电子伏electrorheological effect 电流变效应electrorheological fluid 电流变液Eliashberg equations Eliashberg方程Eliashberg theory of strong coupling Eliashberg强耦合理论elliptical orbit 椭圆轨道elliptic flow 椭圆流emittance 发射度empirical pseudopotential method 经验赝势方法empty lattice approximation 空晶格近似endohedral fullerene 内嵌原子富勒烯end-butt coupling 端面对接耦合energy relaxation length，能量弛豫长度energy transport velocity 能量传输速度ensemble average，系综平均entangled state 纠缠态entanglement 1，纠缠；2，纠缠度entanglement concentration 纠缠浓缩entanglement measure 纠缠度量entanglement monotone 单调纠缠量entanglement of formation 生成纠缠entanglement purification 纠缠纯化entanglement witness 纠缠见证entropy force 熵力envelope function，包络函数epithermal neutron 超热中子epoxy 环氧树脂erbium-doped fiber amplifier 掺饵光纤放大器error correction 纠错Esaki diode 江崎二极管evanescent state，衰逝态even-odd nucleus 偶奇核even parity 偶宇称evolution of inflation 暴涨演化Ewald construction Ewald作图法Ewald sphere Ewald球excess current 过剩电流excess neutron 过剩中子exchange-correlation hole 交换关联空穴exchange-correlation functional 交换关联泛函exchange hole 交换空穴exchange integral 交换积分excitation spectrum 激发谱excluded volume 排除体积exclusion of flux 磁通排斥exclusion principle 不相容原理exotic nucleus 奇特核expanding universe 膨胀宇宙extended [Brillouin] zone scheme 扩展[布里渊]区图式extraterrestrial life 地外生命extravehicular activity(EV A) [太空]舱外活动f-sum rule f求和规则face-centered orthorhombic lattice 面心正交格[子] face-on 正向facsimile 传真，英文简写为faxfacula 光斑Fahrenheit thermometer 华氏温度计faint object 暗天体fan diagram 扇形图F-center F中心Feno lineshape Feno线型Feno resonance Feno共振fan spin order 扇状自旋有序farad (F) 法拉（电容单位）Faraday depolarization 法拉第退偏振Faraday law of electrolysis 法拉第电解定律far-from-equilibrium system，远离平衡态系统far-side 背面（far-side of the moon, 月球背面）far-ultraviolet (FUV) 远紫外fast fission 快裂变fatigue crack 疲劳裂纹fatigue fracture 疲劳断裂fatigue strength 疲劳强度feed [source] 馈源feeder 馈线femto (f) 飞（＝10-15）(01)femtosecond pulse shaping 飞秒脉冲成形Fermi age 费米[中子]年龄Fermi age-diffusion equation 费米年龄扩散方程Fermi arc 费米弧Fermi coupling constant 费米耦合常数Fermi energy 费米能量Fermi gas 费米气体Fermi golden rule 费米黄金定则Fermi liquid 费米液体Fermi liquid parameter 费米液体参数Fermi loop 费米环Fermi point 费米点Fermi transition费米跃迁Fermi vacuum 费米真空Fermi velocity 费米速度Fermi wavelength 费米波长Fermi wave vector，费米波矢Fermi’s golden rule费米黄金规则ferrielectric crystal 亚铁电晶体ferrimagnet 亚铁磁体ferroelectric 铁电体ferroelectric crystal 铁电晶体ferromagnet 铁磁体few-cycle pulse少周[期]脉冲few nucleon transfer 少[数]核子转移Feynman path，费曼路径Feynman path integral，费曼路径积分fiber cross connect 光纤交叉连接fiber grating 光纤光栅Fibonacci sequence 斐波那契序列fiducial confidence bar 置信棒fiducial point 基准点field intensity 场强field quantization 场量子化field quantum 场量子field strength 场强figure of merit，又称qualityfactor 品质因数filament 1，丝；2，丝极finite-amplitude wave 有限振幅波，又称大振幅波finite-difference method 有限差分方法finite element method 有限元法finite size effect 有限尺寸效应finite-size scaling 有限尺寸标度first approximation 一级近似first Brillouin zone 第一布里渊区first point of Aries 春分点，英文又称：vernal equinoxfirst point of Cancer 夏至点，英文又称：summer solsticefirst point of Capricornus 冬至点，英文又称：winter solsticefirst point of Libra 秋分点，英文又称：autumnal equinoxFiske steps 费斯克台阶，又称自感应台阶fissility 易裂变性fission 1，裂变；2，分裂fission isomer 裂变同质异能素fission nuclide 裂变核素fission reactor 裂变反应堆fission-spectrum neutron 裂变谱中子fission track dating 裂变径迹年代测定fitting curve 拟合曲线five-fold symmetry 5重对称fixed-range hopping 定程跳跃flash memory 闪速存储器，简称闪存flat spectrum 平谱flattening factor 扁率floating probe 浮置电极，又称浮置探针floating phase 浮置相Floquest theorem 弗洛开定理flow resistance 流阻fluctuating wall 涨落壁fluctuation 涨落（统计物理〕，又称起伏（声学〕fluence 注量fluorescence probe 荧光探剂flux，通量flux 1通量，又称流量；2，注量率；3，焊料；4 助熔剂flux bundle 磁通束flux flow amplifier (FFA) 磁通流放大器flux flow oscillator (FFO) 磁通流振荡器flux flow transistor（FFT）磁通流三极管,又称涡旋流三极管(vortex flow transistor) flux-line lattice 磁通线格子flux line 磁通线flux tube 磁流管flux quantum 磁通量子flux quantization 磁通量子化foam 泡沫focal point 焦点focal ratio 焦比focus 1，焦点；2，震源folding Brillouin zone 折叠布里渊区forbidden beta decay 禁戒b衰变forecast 预报forward bias 正向偏压four-Josephson junction logic (4JL) 四约瑟夫森结逻辑门Fourier analysis 傅里叶分析Fourier transform 傅里叶变换Fourier [transform] nuclear magnetic resonance 傅里叶[变换]核磁共振Fourier [transform] Raman spectroscopy 傅立叶[变换]拉曼谱学four probe method 四探针法four-terminal resistance，4端电阻fractional chain yield 相对链产额fractional cumulative yield 分积累产额fractional distillation 分馏fractional independent yield 分独立产额fractional statistics 分数统计法fragment 1，碎片；2，片段Franck-Condon principle弗兰克-康登原理free electron approximation 自由电子近似free electron gas 自由电子气体free energy 自由能free –free transition 自由－自由跃迁，又称自由态间跃迁freely falling body 自由落体free radical 自由基free spectral range 自由光谱范围freezing point 凝固点Frenkel exciton 弗仑克尔激子frequency conversion 频率转换Frequency division multiplexing 频分复用frequency jitter 频率抖动frequency multiplication 倍频friction 摩擦Friedel oscillation，Friedel振荡Friedel sum rule Friedel求和规则Frohlich interaction Frohlich相互作用front velocity波前速度frustrated magnet 窘组磁体fuel cell 燃料电池Fulde-Ferrell state Fulde-Ferrell态fullerene 富勒烯full moon 满月function 函数functional (1)泛函(2)功能（的）fundamental interaction 基本相互作用fundamental space-filling mode 基本空间填充模fuse (1)熔解(2)保险丝fused silica熔融石英fusion reactor 聚变[核反应]堆fuzzy information 模糊信息fussy mathematics 模糊数学gain-clamping 增益箝位gain efficiency 增益效率Galton plate 伽尔顿板-陈gamma(γ)伽马（地磁场强单位γ＝nT）gamma rayγ射线gap 1，隙；2，能隙gap anisotropy 能隙各向异性gap parameter 能隙参数gaseous state 气态gate1，门；2，栅（极）gate voltage 门电压gauge symmetry 规范对称性gauss (G) 高斯（磁感应强度单位G＝10－4T）Gaussian fluctuation 高斯涨落Gauss law 高斯定理Gauss surface 高斯面generalized Balmer formula 广义巴尔末公式generalized work 广义功general refractive index 广义折射率（量子信息）geomagnetic declination 地磁偏角geomagnetic inclination 地磁倾角geometrical structure factor 几何结构因子geometrization of gravitation 引力几何化German silver 德银g-factor g因子g-factor of electrons 电子的g因子g shift g移位ghost imaging 鬼成像giant magnetoresistance (GMR) 巨磁电阻Giaever tunneling 盖沃尔隧穿（单电（粒）子隧穿）Gibbs ensemble 吉布斯系综gilbert 吉尔（磁通势单位）Ginzburg-Landau coherence length 金兹堡-朗道(GL)相干长度Ginzburg-Landau equation 金兹堡-朗道(GL)方程Ginzburg-Landau-Abrikosov Go’rkov theory（GLAG）金兹堡-朗道-阿布里科索夫－高里科夫理论Glan-Thompson prism 格兰－汤普森棱镜Glan-Taylor prism 格兰-泰勒棱镜glass phase 玻璃相glassy ceramics 微晶玻璃glassy metal 玻璃态金属Glauber state Glauber态glide axis 滑移轴glide line 滑移线global phase 整体相位（量子信息）goniometer 测角器graded bandgap layer 缓变带隙层Gorter-Casimir two-fluid model 高特－卡西米尔二流体模型Graded index lens (GRIN) 梯度折射率透镜gradient of electric potential 电势梯度gram-molecule 克分子，摩尔（mole）grand free energy 巨自由能granular matter 颗粒物质granular superconductor 颗粒超导体granule 颗粒granularity 颗粒性granular metal 颗粒金属graphite 石墨graphite structure 石墨结构graph [线]图graph state 图态（量子信息）gravitational deflection of light 光线的引力偏折gravity acceleration 重力加速度Gray code 格雷码grazing angle 1，掠射角；2，擦边角greenhouse effect 温室效应group index of refraction 群折射率group theory 群论group velocity dispersion 群速度色散growth 生长growth model 生长模型guest host liquid crystal 宾主型液晶guided wave optics 导波光学gyroscopic effect 回转效应half metal 半金属half metallic magnet 半金属磁体half wave filter 半波滤波器half wave oscillator 半波振子half- wave zone method 半波带法half-wave voltage 半波电压Hall angle 霍尔角Hall coefficient 霍尔系数Hall field 霍尔电场[强度]Hall plateau 霍尔平台Hall resistance 霍尔电阻Hall voltage 霍尔电压halo nucleus 晕核halogen 卤素Hamiltonian matrix哈密顿［量］矩阵hard sphere 硬球hard sphere approximation 硬球近似harmonic generation 谐波产生Hartree-Fock electron 哈特里-福克电子H-center H心health physics 保健物理heat conductivity 1,导热性;2,热导率heat flow vector 热流矢量heat flux 热通量heat switch 热开关heavy electron 重电子heavy element 重元素heavy fermion superconductor 重费米子超导体heavy [fission] fragment 重【裂变】碎片heavy hole 重空穴heavy wall 重壁heavy water 重水hedgehog 猬缺陷height of potential barrier 势垒高度Heisenberg Hamiltonian 海森伯哈密顿量Heisenberg operators 海森伯算符Heisenberg uncertainty principle 海森伯不确定【性】原理Heitler-London theory 海特勒－伦敦理论Helfrich spontaneous curvature model 黑弗里希自发曲率模型helical spin order螺旋自旋有序helium liquefier 氦液化器heptahgedron 七面体Hermite polynomial 厄米多项式Hermitian matrix 厄米矩阵hertz (Hz) 赫兹, 频率单位heterotic superstring theory 杂化超弦理论Heusler alloy 霍伊斯勒合金hexadecapole 十六极hexahedron 六面体hexatic phase 六角相high coherence model 高相干模型high electron mobility transistor 高电子迁移率晶体管（简写：HEMT）high energy particle 高能粒子high-field domain 强场畴high-order dispersion 高阶色散high-order harmonic generation 高阶谐波产生high pass filter 高通滤波器high temperature reservoir 高温热源high temperature superconductor（HTS）高温超导体high vacuum 高真空high voltage electron microscopy 高压电子显微术Hohenberg-Kohn energy functional 霍恩伯格-科恩能量泛函hole-electron recombination 空穴－电子复合hole surface 空穴面(k空间中未占据态区的表面)hole-type high temperature superconductor 空穴型高温超导体holey fiber 多孔光纤hollow core optical fibers 空心光纤holon 空穴子homodyne零拍homodyne detection 零拍探测homolog[ue] 同系物homopolymer 单聚合物honeycomb photonic band gap fiber 蜂窝型光子带隙光纤hopping conductance 跳跃电导hopping energy，跳跃能hopping probability 跳跃概率hopping transport 跳跃输运host 基质host crystal 基质晶体，又称主晶hot carrier 热载流子h/e oscillation h/e振荡h/2e oscillation h/2e振荡Huang equations 黄[昆]方程组Huang-Rhys factor 黄昆－里斯因子Hubbard Hamiltonian 哈勃德哈密顿量Hubbard model 哈勃德模型Hubble time 哈勃时间hybrid bond 杂化键hybrid field effect 混合场效应hydrodynamics 流体［动］力学hydrodynamic mode 流体［动］力学模hydromagnetic disturbance 磁流体扰动hydromagnetic instability 磁流体不稳定性hydrophilic force 亲水力hydrophobic association 疏水缔合hydrophobic force 疏水力hyperbolic point 双曲点hypernucleus 超核hyper-Rayleigh scattering 超瑞利散射hyperspherical coordinate 超球座标hysteresis loop 1，滞后回线；2，磁滞回线hysteresis loss 1，滞后损失；2，磁滞损耗。
原子力显微镜测量高分子纳米材料力学性能探针选择的研究
原子力显微镜测量高分子纳米材料力学性能探针选择的研究张慧;董彬【摘要】In this paper ,we studied the influence of the polymer single crystal thickness and the tip spring constant (k) on the test results of the mechanical measurement using the atomic force microscopy . The experiment shows that the substrate has a great influence when the sample is too thin ,and when the tip spring constant(k) is low ,the mechanical property is lower than the true value .A appropriate k can make the measure results more close to its true value .%以高分子单晶为测试样本，主要研究了利用原子力显微镜（A FM ）对高分子纳米材料进行力学性能测试时样本的厚度和探针的弹性系数（k ）对其测试结果的影响。
结果表明测试的样本厚度比较低时测试结果受基底影响较大；在样本确定足够厚度的前提下，探针采用k值过小的探针得到的测试值偏低，采用合适k值的探针才能得到较接近真实值得测试结果。
【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P69-72)【关键词】原子力显微镜;探针;杨氏模量;高分子单晶【作者】张慧;董彬【作者单位】苏州大学分析测试中心，苏州 215123;苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州 215123【正文语种】中文原子力显微镜(AFM)现在已经成为表征材料的表面形貌的一种重要手段。
峰值力定量纳米力学
峰值力定量纳米力学English Answer:PeakForce Quantitative Nanomechanics (PF QNM)。
PF QNM is a scanning probe microscopy (SPM) technique that measures the mechanical properties of materials at the nanoscale. It is based on the principle of atomic force microscopy (AFM), but with the addition of a force sensor that can measure the force applied to the sample. This allows for the measurement of a variety of mechanical properties, including stiffness, elasticity, viscoelasticity, and adhesion.PF QNM is a powerful tool for characterizing the mechanical properties of materials at the nanoscale. It has been used to study a wide range of materials, including polymers, metals, ceramics, and biological materials. PF QNM has also been used to investigate the mechanical properties of materials in different environments, such asin liquids or at high temperatures.The principle of PF QNM is to use a sharp tip to probe the surface of a sample. The tip is attached to a cantilever, which is a small beam that vibrates at a certain frequency. When the tip encounters the sample, it deflects the cantilever. The amount of deflection is measured by a sensor, which is used to calculate the force applied to the sample.The force applied to the sample can be varied by changing the amplitude of the cantilever's vibration. This allows for the measurement of a variety of mechanical properties, including stiffness, elasticity, viscoelasticity, and adhesion.Stiffness is a measure of the material's resistance to deformation. It is calculated from the slope of the force-displacement curve.Elasticity is a measure of the material's ability to return to its original shape after being deformed. It iscalculated from the area under the force-displacement curve.Viscoelasticity is a measure of the material's time-dependent response to force. It is calculated from thephase lag between the force and displacement curves.Adhesion is a measure of the force required to separate the tip from the sample. It is calculated from the maximum force applied to the sample.PF QNM is a versatile technique that can be used to characterize a wide range of mechanical properties at the nanoscale. It is a powerful tool for understanding the mechanical behavior of materials and for developing new materials with improved properties.中文回答：峰值力定量纳米力学 (PF QNM)。
Bruker公司原子力显微镜(AFM)工作原理及发展历史
Cantilever Holders
Various Cantilever holders for the MultiMode SPM
Basic Components of SPM - Dimension Icon SPM
Input and Display Equipment
Computer
Controllers
The probe microscope scanners are made of piezoelectric materials. Piezoelectric materials change their sizes in an external electric field.
The piezoceramics is polarized polycrystalline material obtained by powder sintering from crystal ferroelectrics.
Tubular Piezoelement
Advantage: Allowing obtaining large enough movements with rather small control voltages.
The relative longitudinal deformation under the influence of a radial electric field can be written as:
where l0 is the length of the unstressed tube. The absolute lengthening of the piezo-tube is :
where h is the thickness of the tube wall, V is the potential difference between internal and external electrodes. Thus, for the same applied voltage, the tube lengthening will be larger, for longer and thinner tubes.
石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理
林业工程学报，２０２３，８（６）：１５４－１６０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０４００９收稿日期：２０２３－０４－１２㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０５－２９基金项目：国家自然科学基金（５２２７８４５２）㊂作者简介：徐子航，男，研究方向为路面结构与材料㊂通信作者：许涛，男，教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｅｕｘｔ＠１６３．ｃｏｍ石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理徐子航，蒋宇，许涛∗（南京林业大学土木工程学院，南京２１００３７）摘㊀要：为了探究石墨烯对沥青路用性能的提升及其机理，利用分散剂二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）预处理石墨烯，提高其在沥青中的分散性，再采用ＤＭＳＯ预处理石墨烯（ＤＧ）添加到７０＃道路石油沥青（７０＃沥青）中制备ＤＧ改性沥青㊂通过常规物理性能试验㊁黏韧性试验㊁直接拉伸试验和原子力显微镜对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行测试，评价ＤＧ对沥青路用性能增强效果，并从微观角度分析ＤＧ对沥青微观结构的影响，揭示ＤＧ对沥青路用性能提升机理㊂结果表明，加入的ＤＧ降低了沥青的针入度和延度，但是提高了沥青的软化点㊂由于ＤＧ具有较大的表面能，吸附了沥青中的轻组分而形成插层结构，致使ＤＧ改性沥青上部软化点值和下部软化点值存在差异㊂ＤＧ改性沥青具有较强的黏韧性和韧性，其黏韧性㊁黏弹性㊁韧性和韧性比均高于７０＃沥青，因为被插层后的ＤＧ抑制了沥青轻组分的流动，致使ＤＧ改性沥青具有较好的抗变形能力㊂ＤＧ的加入使得沥青变硬，降低ＤＧ改性沥青表面的粗糙度㊂由于ＤＧ的吸附作用和ＤＧ插层结构的限制作用增加了ＤＧ改性沥青微观表面蜂状结构数量，导致ＤＧ改性沥青表面具有数量更多且体积较小的蜂状结构㊂受到拉伸作用时，７０＃沥青中大体积的蜂状结构易产生应力集中，使其力学性能及抗变形能力降低，而ＤＧ改性沥青中小体积且数量较多的蜂状结构能够分散受力，提高了ＤＧ改性沥青的均匀受力，降低了其应力集中出现的可能，提升了ＤＧ改性沥青的路用性能和耐久性㊂关键词：石墨烯；改性沥青；路用性能；直接拉伸；原子力显微镜；蜂状结构中图分类号：Ｕ４１６．２１７㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２３）０６－０１５４－０７ＰａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍＸＵＺｉｈａｎｇ，ＪＩＡＮＧＹｕ，ＸＵＴａｏ∗（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｇｒａｄｕａｌｌｙｕｓｅｄｉｎｐａｖｅｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｏｎｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔ，ｇｒａｐｈｅｎｅｗａｓｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｏｆｄｉｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ（ＤＭＳＯ）ｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｉｔｓｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙｉｎａｓｐｈａｌｔ．ＴｈｅｎｔｈｅＤＭＳＯｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｇｒａｐｈｅｎｅ（ＤＧ）ｗａｓａｄｄｅｄｉｎ７０＃ｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｔｒｏｌｅｕｍａｓｐｈａｌｔ（７０＃ａｓｐｈａｌｔ）ｔｏｐｒｅｐａｒｅＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．ＴｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｆＤＧｏｎｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆＤＧｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｈｙｓｉ⁃ｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｓ，ｔｏｕｇｈｎｅｓｓｔｅｓｔ，ｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔａｎｄａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＦＭ）ｔｅｓｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＤＧｏｎｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔ．ＲｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎａｎｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆａｓｐｈａｌｔａｒｅｒｅｄｕｃｅｄａｆｔｅｒｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＤＧ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ．ＢｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｒｓｕｒｆａｃｅｅｎｅｒｇｙｏｆＤＧ，ＤＧａｄｓｏｒｂｓｌｉｇｈｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎａｓｐｈａｌｔ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒ⁃ｃａｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｆｏｒｍｅｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎａｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｕｐｐｅｒａｎｄｂｏｔｔｏｍｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｓｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓ⁃ｐｈａｌｔ．ＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｈａｓｓｔｒｏｎｇｅｒｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｔｅｎａｃｉｔｙ，ａｓｗｅｌｌａｓｉｔｓｖｉｓｃｏ⁃ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ，ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｔｏｕｇｈ⁃ｎｅｓｓａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓｒａｔｉｏａｒｅａｌｌｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｆｌｏｗｏｆｌｉｇｈｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｅｄｂｙｔｈｅｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＧ，ａｌｌｏｗｉｎｇＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｔｏｓｈｏｗｂｅｔｔｅｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ＴｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＤＧｈａｒｄｅｎｓ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｓｕｒｆａｃｅｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆＤＧａｎｄｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＧ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｓｍａｌｌｅｒｖｏｌｕｍｅｓｏｆｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎｔｈｅｓｕｒ⁃ｆａｃｅｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．ＷｈｅｎＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｉｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｅｎｓｉｌｅａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｌａｒｇｅ⁃ｖｏｌｕｍｅｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｒｅｅａｓｉｌｙｇｅｎｅｒａｔｅｄｔｏｃａｕｓｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｌｏｗｅｒｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｅｓｍａｌｌｖｏｌｕｍｅａｎｄｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｄｉｓｔｒａｃｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓ，ｉｍ⁃㊀第６期徐子航，等：石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理ｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｉｎＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．ＴｈｉｓｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＤＧｍｏｄｉ⁃ｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ａｓｗｅｌｌａｓｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｉｎｓｉｇｈｔｉｎｔｏｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｐｈｅｎｅ；ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ；ｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅ；ＡＦＭ；ｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ㊀㊀随着纳米材料受到越来越多的关注，研究人员开始将纳米材料作为沥青的改性剂应用于传统的沥青路面㊂石墨烯是一种纳米级二维片层材料，凭借其优异的物理化学性能，把石墨烯加入其他材料中能够重建原有微观结构并改进原有性能，因而被广泛地应用于不同工程领域［１］㊂已有研究指出，石墨烯与沥青只是进行简单的物理混合，并不发生化学反应，加入石墨烯抑制了沥青轻质组分的流动，导致沥青的延度降低［２］㊂纳米级材料往往会产生自身不可逆的聚集和连接，这严重阻碍了沥青的流动性，导致沥青内部形成结构缺陷，严重地影响改性沥青的路用性能［３］㊂Ｙａｎｇ等［４］利用石墨烯／碳纳米管制备了改性沥青，发现一维材料碳纳米管和二维材料石墨烯片的组合能有效地减少石墨烯片和碳纳米管的自身堆积聚集㊂如果石墨烯能被热沥青剥落或插层，并且均匀地分散在沥青中，这可能会明显地改善甚至全面改变沥青的性能［５］㊂氧化石墨烯与ＳＢＳ沥青改性剂产生稳定的物理交联，独特的插层结构进一步抑制了沥青在高温下的流动性，进而提高沥青的力学性能［６］㊂石墨烯纳米片能传递环氧树脂和沥青之间的荷载，其形成的致密网络结构也可以增强沥青的黏聚力和柔韧性［７］㊂丝状的纤维能提高沥青的断裂强度和断裂伸长率，增强沥青的低温抗开裂性能［８－９］㊂为了进一步分析沥青微观形貌㊁结构和力学性能，目前原子力显微镜（ＡＦＭ）已成为常用的测试方法㊂ＡＦＭ不仅能观察到沥青的微观表面形貌和组织结构，还可以对沥青微观力学性能进行测试，如沥青的黏附力㊁弹性模量等㊂Ｚｈａｎｇ等［１０］利用ＡＦＭ对沥青组分和力学性能的关系进行分析，发现沥青质含量对沥青表面形貌和蜂状结构影响最大，沥青的黏附力则与饱和分㊁芳香分的含量有关㊂Ｚｈｕ等［１１］发现添加氧化石墨烯增加了沥青蜂状结构的数量，氧化石墨烯与沥青的片状折叠结构使二者的结合更加稳定㊂纳米蒙脱石和石墨烯具有类似的层状结构，其作为改性材料添加到沥青中易被沥青插层，而插层结构的黏滞作用能有效地降低沥青组分的迁移速度［１２］㊂近年来，随着交通量迅速增加，沥青路面承受的车辆荷载作用次数和轴载也逐渐增加，添加石墨烯有效地减少了沥青路面在服役期内产生的车辙㊁开裂等病害，提高了沥青路面的耐久性㊂由此可见，石墨烯已逐渐用于沥青路面以提升其路用性能，石墨烯在沥青中的分散状况很大程度上影响改性沥青的路用性能，但是石墨烯与沥青之间相互作用行为对沥青路用性能的提升机理尚不清楚㊂因此，本研究选取适当的分散剂对石墨烯进行预处理，以提高石墨烯在沥青中分散性；然后采用常规物理性能㊁黏韧性㊁直接拉伸等试验分析了石墨烯对沥青的路用性能的影响；最后采用ＡＦＭ试验研究石墨烯对沥青微观形貌和组织结构的影响，从而揭示石墨烯对沥青路用性能的提升机理㊂１㊀材料与方法１．１㊀试验材料１．１．１㊀沥㊀青选用江西典晟实业有限公司生产的７０＃道路石油沥青（７０＃沥青）为研究对象，按照ＪＴＧＥ２０ ２０１１‘公路工程沥青及沥青混合料试验规程“测试沥青的基本物理性能，试验结果见表１㊂表１㊀７０＃沥青的基本物理性能Ｔａｂｌｅ１㊀Ｂａｓｉｃｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔ性能指标测试结果测试标准密度／（ｇ㊃ｃｍ－３）１．０３１ＪＴＧＥ２０ ２０１１Ｔ０６０３针入度（２５ħ）／（０．１ｍｍ）６７．５ＪＴＧＥ２０ ２０１１Ｔ０６０４软化点／ħ４８．０ＪＴＧＥ２０ ２０１１Ｔ０６０６延度（１５ħ）／ｃｍ＞１５０ＪＴＧＥ２０ ２０１１Ｔ０６２４黏度（６０ħ）／（Ｐａ㊃ｓ）２１７．９ＪＴＧＥ２０ ２０１１Ｔ０６２５闪点／ħ３２２ＪＴＧＥ２０ ２０１１Ｔ０６１１１．１．２㊀石墨烯本研究选用南宫市京锐合金制品有限公司生产的石墨烯，相关性能参数如表２所示㊂表２㊀石墨烯性能参数Ｔａｂｌｅ２㊀Ｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ性能指标纯度／％层数比表面积／（ｍ２㊃ｇ－１）片层尺寸／μｍ导电率／（ｓ㊃ｍ－１）试验结果＞９７＜１０８０ １２０＜６＞７００１．２㊀石墨烯的预处理及改性沥青的制备１．２．１㊀石墨烯的预处理为了进一步提高层状石墨烯与沥青的相容性，５５１林业工程学报第８卷解决石墨烯在沥青中不均匀分散的问题，需要对石墨烯进行预处理，具体的石墨烯预处理工艺如图１所示㊂图１㊀石墨烯预处理工艺流程Ｆｉｇ．１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ１）在烧杯中加入一定质量的石墨烯，缓慢加入６０ｍＬ的二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）溶剂并利用玻璃棒均匀搅拌，制得ＤＭＳＯ／石墨烯分散溶液；２）室温下静置浸泡２ｈ后，对ＤＭＳＯ／石墨烯分散溶液进行抽滤处理，制得糊状石墨烯；３）将糊状石墨烯浸泡在蒸馏水中，充分搅拌均匀，在室温下静置保持１ｈ，倒掉上层清液，对下层石墨烯悬浊液进行二次抽滤处理；４）将再次制得的糊状石墨烯在１７０ħ的烘箱内干燥４ｈ，自然冷却至室温后，将干燥的块状石墨烯彻底研磨，制得ＤＭＳＯ预处理石墨烯（ＤＧ）㊂１．２．２㊀石墨烯改性沥青的制备石墨烯作为沥青改性材料能有效增强沥青高温下抗塑性变形能力，但是过量的石墨烯可能会导致沥青低温断裂破坏，已有研究结果表明，石墨烯的推荐掺量一般不宜超过０．５％［１３－１４］㊂石墨烯材料表面具有较高活性，易形成团聚体而失去纳米特性，对沥青改性后的性能提升效果产生负面影响，综合考虑沥青的改性效果㊁石墨烯与沥青的相容性㊁经济成本等因素，故本研究选取质量分数为０．４％的ＤＧ（ＤＧ占７０＃沥青质量的比例）对沥青进行改性㊂石墨烯改性沥青的制备方法如下：首先，将７０＃沥青放置在１６３ħ的烘箱内加热１ｈ，当沥青具有较好的流动状态后，将其倒入烧杯中，再将占７０＃沥青质量分数为０．４％的ＤＧ缓慢加入７０＃沥青中㊂其次，用电热炉对盛有沥青的烧杯底部进行加热，并用玻璃棒反复搅拌沥青，直至沥青表面没有ＤＧ粉末悬浮㊂最后，利用高速剪切乳化机以５０００ｒ／ｍｉｎ的转速剪切搅拌沥青４０ｍｉｎ，充分剪切搅拌后即制得ＤＧ改性沥青㊂１．３㊀试验方案１．３．１㊀常规物理性能试验分别参照ＪＴＧＥ２０ ２０１１中沥青针入度试验㊁延度试验㊁软化点试验和改性沥青离析试验方法，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行标准化测试，分析添加ＤＧ后沥青针入度㊁延度㊁软化点及存储稳定各指标变化情况㊂１．３．２㊀沥青黏韧性试验参照ＪＴＧＥ２０ ２０１１，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行黏韧性试验，在２５ħ的试验温度下以５００ｍｍ／ｍｉｎ的拉伸速率拉伸沥青试样，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性进行比较㊂１．３．３㊀沥青直接拉伸试验参照ＧＢ／Ｔ５２８ ２００９‘硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定“，将沥青浇注成直接拉伸试验试样，如图２所示㊂在２５ħ试验温度下以５ｍｍ／ｍｉｎ的速率对沥青试样进行直接拉伸试验，７０＃沥青和ＤＧ改性沥青各制备６个标准样品㊂在每种沥青的直接拉伸试验结果中，去掉２个破坏应力最低的拉伸曲线试验结果，将其余４个拉伸曲线试验结果的平均值作为该沥青的应力⁃应变曲线㊂图２㊀直接拉伸试验沥青试样尺寸Ｆｉｇ．２㊀Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｉｚｅｓｆｏｒｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆａｓｐｈａｌｔｓａｍｐｌｅｓ１．３．４㊀沥青原子力显微镜试验采用峰值力⁃定量纳米力学性能（Ｐｅａｋｆｏｒｃｅ⁃Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｎａｎｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍａｐｐｉｎｇ，ＰＦ⁃ＱＮＭ）模式对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的表面形貌及粗糙度进行测试，选用ＲＴＥＳＰＡ⁃１５０型号的硅质探针以１５０ｋＨｚ的频率对试样进行扫描，测试模量范围为２０ ５００ＭＰａ㊂测试结束后利用分析软件ＮａｎｏＳｃｏｐｅＡｎａｌｙｓｉｓ１．７对沥青试样的相关表征指标进行计算㊂２㊀结果与分析２．１㊀石墨烯对沥青常规物理性能的影响对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行常规物理性能测试，对比分析加入ＤＧ后沥青三大指标及存储稳６５１㊀第６期徐子航，等：石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理定性的变化情况，明确ＤＧ对沥青常规物理性能的影响㊂７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的针入度㊁延度和软化点试验结果如表３所示，离析试验结果如表４所示㊂表３㊀７０＃沥青和ＤＧ改性沥青针入度㊁延度和软化点测试结果Ｔａｂｌｅ３㊀Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ，ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ，ａｎｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｎ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔＤＧ掺量／％针入度／（０．１ｍｍ）延度／ｃｍ软化点／ħ０．０６１．８４４４８．００．４５８．９３４４８．８㊀㊀从表３可以看出，加入ＤＧ后沥青的软化点升高，而沥青的延度和针入度均减小㊂相比于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青的针入度和延度分别降低了４．７％和２２．７％，软化点提高了１．７％㊂软化点表示沥青的塑性流动能力及高温稳定性，软化点越高，沥青的高温稳定性也越好，抗车辙能力就越强㊂加入ＤＧ后沥青的软化点略有提高，对沥青起硬化作用，一定程度上提高了沥青的高温稳定性［１５］㊂针入度表示沥青的稠度，反映了沥青的流变特性，加入ＤＧ后沥青的针入度降低，表明ＤＧ可提高沥青抗变形能力［１６］㊂延度表示沥青的低温抗裂性能，加入ＤＧ使沥青的延度降低，表明沥青在低温下变得硬脆，导致低温状态下沥青的抗裂性能衰减㊂表４㊀沥青离析试验结果Ｔａｂｌｅ４㊀ＳｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒａｓｐｈａｌｔＤＧ掺量／％上部软化点值／ħ下部软化点值／ħ软化点差值／ħ０．０４８．０４８．００．００．４４９．２５０．１０．９㊀㊀如果沥青试样上部和下部软化点差值大于２．５ħ，则认为改性沥青出现离析现象㊂从表４可以看出，当ＤＧ掺量为０％时，由于沥青内尚未加入改性材料，沥青上部软化点值和下部软化点值并未产生变化㊂但是，加入ＤＧ后沥青上部软化点值和下部软化点值开始存在差异㊂当ＤＧ掺量为０．４％时，沥青上部和下部的软化点差值为０．９ħ，相比于其上部软化点值，ＤＧ改性沥青下部软化点增加了约１．８％㊂这主要是由于ＤＧ能够吸附沥青中的活性轻质组分，随着沥青静置时间的延长，ＤＧ层状结构吸附沥青轻组分的数量增加，且逐渐向下沉淀㊂沥青温度逐步冷却至室温后，最终导致沥青的上部软化点值和下部软化点值产生较大差异㊂虽然ＤＧ的加入增加会导致其与沥青的相容性降低，但是在本研究选定０．４％的ＤＧ掺量下，ＤＧ改性沥青的软化点差值为０．９ħ，仍符合ＪＴＧＦ４０ ２００４‘沥青路面施工技术规范“对改性沥青软化点差值小于２．５ħ的存储稳定性要求㊂２．２㊀石墨烯对沥青黏韧性影响沥青的黏韧性包括黏弹性和韧性㊂为了比较７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性，对两种沥青试样进行了黏韧性试验，试验结果如图３所示㊂图３㊀７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性曲线Ｆｉｇ．３㊀Ｔｈｅｖｉｓｃｏ⁃ｔｏｕｇｈｎｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ从图３可以看出，荷载从零增加至峰值的阶段为黏结变形阶段，此阶段的变形曲线呈直线，类似于弹性变形㊂７０＃沥青与ＤＧ改性沥青在这一阶段的曲线重合度较高，说明７０＃沥青与ＤＧ改性沥青都具有较好的黏结力㊂但是，相比于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青的峰值力较大，说明ＤＧ改性沥青具有相对较大的抗变形能力㊂荷载从峰值降低至零的阶段为拉伸变形阶段，此阶段是沥青的屈服阶段，表征了沥青的韧性㊂参照ＪＴＧＥ２０ ２０１１试验规程中的计算方法，７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性分别为９．０１和１０．０８Ｎ㊃ｍ，黏弹性分别为７．３５和７．９５Ｎ㊃ｍ，韧性分别为１．６６和２．１３Ｎ㊃ｍ㊂另外，韧性比表示沥青韧性在黏韧性中的占比，７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的韧性比分别为０．１８和０．２１㊂从计算结果可以看出，ＤＧ改性沥青的黏韧性㊁黏弹性㊁韧性和韧性比均高于７０＃沥青，分别提高了１１．９％，８．２％，２８．３％和１６．７％，ＤＧ改性沥青表现出更好的黏韧性㊂韧性和黏韧性用于评价沥青的握裹力及黏结力，综合反映沥青的抗疲劳性能和高温稳定性㊂加入ＤＧ后增加了沥青的韧性和黏韧性，有效提高了沥青的高温稳定性，增强了沥青在高温下的抗变形能力［１７］㊂ＤＧ层状结构使其具有较大的比表面积，当其被沥青分子插层后，被插层ＤＧ在一定程度上抑制了沥青中轻组分的流动，致使ＤＧ改性沥青具有更好的韧性，而在路用性能上表现为针入度和延７５１林业工程学报第８卷度降低㊂另一方面，ＤＧ的大比表面积也增加了沥青的黏结强度，致使ＤＧ改性沥青具有更强的黏韧性㊂２．３㊀石墨烯对沥青拉伸性能的影响为了进一步探究ＤＧ改性沥青在拉伸状态下的力学性能增强效果，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行直接拉伸试验，试验结果如图４所示㊂图４㊀７０＃沥青与ＤＧ改性沥青拉伸应力⁃应变曲线Ｆｉｇ．４㊀Ｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ⁃ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ从图４可以看出，在拉伸作用下７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的变形过程大致可分为３个阶段，分别为弹性变形阶段（ＯＡ１㊁ＯＡ２）㊁屈服阶段（Ａ１Ｂ１㊁Ａ２Ｂ２）和蠕变阶段（Ｂ１Ｃ１㊁Ｂ２Ｃ２）㊂在弹性变形阶段，应力⁃应变曲线近似于直线，此阶段的变形为短时间的弹性变形㊂加入ＤＧ后沥青材料的应力⁃应变曲线明显升高，曲线在弹性变形阶段的峰值应力提高了约６０．７％㊂ＤＧ改性沥青的曲线形状变得尖锐，且ＯＡ２的斜率明显大于ＯＡ１的斜率，这主要是因为是加入ＤＧ后导致沥青硬化，增加了沥青的刚度，沥青弹性变形阶段的峰值应力也随之提高［１８］㊂ＯＡ２的斜率增加表明ＤＧ改性沥青的应力⁃应变曲线变化速率增加，提高了ＤＧ改性沥青的弹性模量㊂沥青在此阶段的变形具有可恢复性，当拉力解除后沥青可产生一定程度的恢复变形㊂此阶段在相同应变条件下ＤＧ改性沥青能够承受更大的拉力，ＤＧ改性沥青表现出了更好的抗变形能力㊂在屈服阶段，应力达到峰值后随应变增加而降低，沥青内部应力达到屈服强度㊂被插层后的ＤＧ增强了沥青的最大拉应力，ＤＧ插层结构的产生也增加了沥青大分子的数量㊂但是由于ＤＧ的吸附作用，与７０＃沥青相比，ＤＧ改性沥青内大尺寸分子的体积相对减小㊂在所受应力较小时，均匀分布的ＤＧ插层结构提高了ＤＧ改性沥青的抗变形能力㊂当应力持续增加时，沥青内大尺寸分子周围产生了应力集中，较大的应力集中面积甚至会导致应力区域的叠加［１９］，使ＤＧ改性沥青的抗变形能力降低㊂另外，ＤＧ改性沥青曲线的下降速率大于７０＃沥青的曲线下降速率，但是在相同的变形长度下，ＤＧ改性沥青的应力仍大于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青在此阶段表现出了较强的韧性㊂屈服阶段后，应变持续增加直至沥青试样被拉断，沥青进入到蠕变阶段㊂在此阶段沥青发生塑性变形，试样中部窄段部分随着长度增加产生颈缩㊂在此阶段沥青试样分子结构由无序转化为有序，沥青内的被插层ＤＧ在变形持续增加时易产生滑动［２０］，导致ＤＧ改性沥青曲线的下降速率仍大于７０＃沥青，但是ＤＧ改性沥青的应力仍大于７０＃沥青㊂２．４㊀石墨烯对沥青微观形貌及组织结构的影响为了探究ＤＧ对沥青微观形貌及组织结构的影响，利用ＡＦＭ对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的微观表面形貌和粗糙度进行了测试㊂７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的二维（２Ｄ）和三维（３Ｄ）ＡＦＭ图像如图５所示㊂从图５ａ和图５ｂ可以看出，７０＃沥青与ＤＧ改性沥青的表面形貌图都出现典型的蜂状结构，但是两种沥青蜂状结构的数量和形态大小存在明显差异㊂相比于ＤＧ改性沥青，７０＃沥青蜂状结构的长度和深度较大，但是在数量上明显少于ＤＧ改性沥青㊂当沥青质含量较多时，沥青表面会更容易形成蜂状结构㊂ＤＧ加入沥青后，具有较大表面能的ＤＧ能够吸附沥青中的轻组分，其充当新的蜂状结构，进而导致ＤＧ改性沥青的蜂状结构多于７０＃沥青㊂ＤＧ在沥青中的分散很大程度决定了ＤＧ改性沥青的受力形态，ＤＧ以片层结构的形式均匀地分布在沥青中，因ＤＧ具有较大的表面能，能够吸附并稳定沥青中的活性轻质组分㊂ＤＧ与７０＃沥青中的轻组分发生物理混合，促进了沥青质胶束和交联网络结构的形成，导致ＤＧ改性沥青中出现了更多数量的蜂状结构㊂而从图５ｃ和图５ｄ可以看出，无论７０＃沥青或ＤＧ改性沥青，其表面并非光滑平整的，二维形貌中的蜂状结构在三维形貌中表现为褶皱，７０＃沥青褶皱的高度和深度均大于ＤＧ改性沥青㊂沥青蜂状结构的形成主要可分为 形成胶束核㊁吸附生长和收缩屈曲 ３个阶段㊂ＤＧ改性沥青中较大表面能的ＤＧ可以作为胶束核吸附轻组分，并形成稳定ＤＧ插层结构㊂这提高了ＤＧ改性沥青的黏度，并削弱了沥青质成核和生长的进程㊂同时，由于ＤＧ插层结构的形成，阻碍了轻组分的转化和聚集，稳８５１㊀第６期徐子航，等：石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理沥青；ｂ）２Ｄ⁃ＤＧ改性沥青；ｃ）３Ｄ⁃７０沥青；ｄ）３Ｄ⁃ＤＧ改性沥青㊂图５㊀７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的ＡＦＭ表面形貌图像Ｆｉｇ．５㊀ＴｈｅＡＦＭｉｍａｇｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ定的插层结构抑制了大尺寸蜂状结构的形成，使ＤＧ改性沥青表面生成更多小尺寸的蜂状结构［１１］㊂当温度恢复到室温时，沥青表面以蜂状结构为中心产生收缩屈曲，蜂状结构的暗区处于压缩状态，而亮区处于拉伸状态㊂７０＃沥青中少数量㊁大尺寸的蜂状结构易产生应力集中的情况，导致７０＃沥青蜂状结构周围的力学性能大幅度降低㊂ＤＧ改性沥青由于插层结构形成了数量较多且尺寸较小的蜂状结构，使得ＤＧ改性沥青的表面形貌较为平整均匀，在应力作用下具有更好的力学性能㊂利用分析软件ＮａｎｏＳｃｏｐｅＡｎａｌｙｓｉｓ１．７可以直接得到７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的均方根粗糙度（Ｒｑ）分别为６．５２和６．４９ｎｍ，平均粗糙度（Ｒａ）分别为３．３３和３．００ｎｍ，最大粗糙度深度（Ｒｍａｘ）分别为１２６和１２８ｎｍ㊂从分析结果可以看出，ＤＧ改性沥青的Ｒｑ和Ｒａ均小于７０＃沥青，说明加入ＤＧ降低了沥青表面的粗糙度㊂沥青材料的表面粗糙度与其自身黏附性能具有较高的相关性，粗糙度较大的沥青具有更优的黏附性能［２１］㊂加入ＤＧ会降低沥青的针入度和延度，使沥青变硬，相比于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青的黏附性能变差㊂加入ＤＧ显著地影响了蜂状结构的生长进程，由于ＤＧ在沥青中形成了插层结构，以ＤＧ插层结构为中心形成了新的蜂状结构；同时，ＤＧ改性沥青的黏韧性较大，限制了以沥青质为中心的蜂状结构的生长，导致ＤＧ改性沥青的Ｒａ小于７０＃沥青㊂因为ＤＧ改性沥青中插层结构存在少量的重叠，致使ＤＧ改性沥青的最大粗糙深度略大于７０＃沥青㊂３㊀结㊀论本试验利用经预处理石墨烯粉末制备了ＤＧ改性沥青，并研究了ＤＧ对沥青的常规物理性能㊁黏韧性㊁抗拉伸性能㊁微观形貌及组织结构的影响，揭示了ＤＧ改性沥青的力学及抗变形性能提升机理㊂主要研究结论如下：１）加入ＤＧ后沥青的针入度和延度分别降低了４．７％和２２．７％，沥青的软化点提高了１．７％㊂由于ＤＧ能够吸附沥青中的活性轻质组分，导致ＤＧ改性沥青的上部软化点值和下部软化点值存在差异，但是ＤＧ掺量为０．４％的改性沥青软化点差值仍符合测试规范的要求㊂２）ＤＧ改性沥青具有较好的黏韧性和韧性，因被插层后的ＤＧ抑制了沥青轻组分的流动，致使ＤＧ改性沥青具有较高的抗变形能力，在沥青的路用性能上表现为高温稳定性提高㊂ＤＧ的大比表面积增加了沥青的黏结强度，赋予ＤＧ改性沥青更强的黏韧性㊂３）加入ＤＧ提高了沥青的抗变形能力，使得ＤＧ改性沥青能承受较大的峰值应力㊂随着变形持续增加，在达到应力峰值后，ＤＧ改性沥青仍保９５１林业工程学报第８卷持较好的韧性㊂沥青内被插层ＤＧ的滑移增加了ＤＧ改性沥青的断裂延伸率，使ＤＧ改性沥青抗变形能力降低，但ＤＧ改性沥青的抗变形能力仍优于７０＃沥青㊂４）由于ＤＧ的吸附作用和ＤＧ插层结构的抑制作用，沥青内以ＤＧ插层结构为中心形成了新的蜂状结构，导致ＤＧ改性沥青表面产生数量更多而体积较小的蜂状结构㊂因为ＤＧ改性沥青中插层结构存在少量的堆叠，致使ＤＧ改性沥青的最大粗糙深度略大于７０＃沥青㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＬＩＲＹ，ＸＩＡＯＦＰ，ＡＭＩＲＫＨＡＮＩＡＮＳ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｎａｓｐｈａｌｔｍａｔｅｒｉａｌｓ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１４３：６３３－６４８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１７．０３．１５８．［２］黄伊琳，梁立喆，田植群，等．石墨烯改性沥青的研究及工程应用［Ｊ］．化工新型材料，２０２０，４８（８）：２４４－２４８，２５３．ＤＯＩ：１０．１９８１７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００６－３５３６．２０２０．０８．０５３．ＨＵＡＮＧＹＬ，ＬＩＡＮＧＬＺ，ＴＩＡＮＺＱ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉ⁃ｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ［Ｊ］．ＮｅｗＣｈｅｍｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，４８（８）：２４４－２４８，２５３．［３］ＨＥＨＱ，ＨＵＪＬ，ＬＩＲ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｉｌｉｃａｎａｎｏｆｌｕｉｄｓｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，２７３：１２２０４６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎ⁃ｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２０．１２２０４６．［４］ＹＡＮＧＱＬ，ＱＩＡＮＹ，ＦＡＮＺＰ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｔｈｅｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅａｎｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏ⁃ｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｔｕｍｅｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２０２１，１７２：４０２－４１３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃａｒｂｏｎ．２０２０．１０．０２０．［５］ＬＩＸ，ＷＡＮＧＹＭ，ＷＵＹＬ，ｅｔａｌ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｓｐｈａｌｔｗｉｔｈｇｒａｐｈｅｎｅａｓｍｏｄｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，２７２：１２１９１９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２０．１２１９１９．［６］葛启鑫，徐文远，武鹤．氧化石墨烯⁃ＳＢＳ复合改性沥青的高低温性能［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（４）：１５８－１６５．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１１０００５．ＧＥＱＸ，ＸＵＷＹ，ＷＵＨ．Ｓｔｕｄｙｏｎｈｉｇｈ⁃ａｎｄｌｏｗ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ／ＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（４）：１５８－１６５．［７］ＺＨＡＮＧＬ，ＺＨＡＮＧＦＬ，ＨＵＡＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒ⁃ｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｎａｎｏｐｌａｔｅｌｅｔｓ⁃ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙａｓｐｈａｌｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＦａｃｉｌｉｔｉｅｓ，２０２１，３５（６）：０４０２１０８３．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｃｆ．１９４３－５５０９．０００１６６１．［８］程承，陶桂祥，王琦，等．木质素改性沥青高温性能试验［Ｊ］．林业工程学报，２０１９，４（１）：１４１－１４７．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１９．０１．０２１．ＣＨＥＮＧＣ，ＴＡＯＧＸ，ＷＡＮＧＱ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｉｇｎｉｎ⁃ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１９，４（１）：１４１－１４７．［９］ＺＨＡＯＺＧ，ＷＵＳＰ，ＬＩＵＱＴ，ｅｔａｌ．Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇｗａｓｔｅｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｍｅｄｉｃａｌｍａｓｋｓｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔａｎｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，３３７：１２７６２１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２２．１２７６２１．［１０］ＺＨＡＮＧＥＨ，ＳＨＡＮＬＹ，ＱＩＸＦ，ｅｔａｌ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｒｅｌａ⁃ｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓｕｓｉｎｇａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＦＭ）［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，３４３：１２８００１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２２．１２８００１．［１１］ＺＨＵＪＣ，ＺＨＡＮＧＫ，ＬＩＵＫＦ，ｅｔａｌ．ＡｄｈｅｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｕｎｖｅｉｌｅｄｂｙｓｕｒｆａｃｅｆｒｅｅｅｎｅｒｇｙａｎｄＡＦＭ⁃ｓｃａｎｎｅｄｍｉｃｒｏ⁃ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，２４４：１１８４０４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎ⁃ｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２０．１１８４０４．［１２］ＬＩＸ，ＷＡＮＧＹＭ，ＷＵＳＪ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｔｈｅｒｍａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎａｇｉｎｇｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒ［Ｊ］．ＣａｓｅＳｔｕｄｉｅｓｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，１６：ｅ００９７１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｓｃｍ．２０２２．ｅ００９７１．［１３］ＭＯＲＥＮＯ⁃ＮＡＶＡＲＲＯＦ，ＳＯＬ⁃ＳÁＮＣＨＥＺＭ，ＧÁＭＩＺＦ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，１８０：２６５－２７４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１８．０５．２５９．［１４］ＬＩＵＺ，ＧＵＸＹ，ＤＯＮＧＸＹ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ：ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐｒｏａｃｈｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＣａｓｅＳｔｕｄｉｅｓｉｎＣｏｎ⁃ｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２３，１８：ｅ０１７４９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｓｃｍ．２０２２．ｅ０１７４９．［１５］ＹＡＮＧＬ，ＺＨＯＵＤＨ，ＫＡＮＧＹ．Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａ⁃ｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓ［Ｊ］．Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，１０（１１）：２１９７．ＤＯＩ：１０．３３９０／ｎａｎｏ１０１１２１９７．［１６］张海涛，吴广源．不同改性沥青高低温流变性能对比［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（２）：１７４－１７９．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１０６００５．ＺＨＡＮＧＨＴ，ＷＵＧＹ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｔｈｉｇｈａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（２）：１７４－１７９．［１７］ＳＩＮＧＨＤ，ＫＵＩＴＹＡ，ＧＩＲＩＭＡＴＨＳ，ｅｔａｌ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ，ａｎｄｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，３２（１１）：０４０２０３２３．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｍｔ．１９４３－５５３３．０００３３８５．［１８］ＸＵＪＱ，ＹＡＮＧＥＨ，ＬＵＯＨＹ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｒｍｍｉｘａｄｄｉ⁃ｔｉｖｅｓｏｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｕｃｔｉｌｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，２３８：１１７７４６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１９．１１７７４６．［１９］ＤＩＮＧＨＢ，ＲＡＨＭＡＮＡ，ＬＩＱＳ，ｅｔａｌ．Ａｄｖａｎｃｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａｓｐｈａｌｔｍａｓｔｉｃｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｔｏｕｒｍａｌｉｎｅｍｏｄｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１５０：５２０－５２８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１７．０５．２０３．［２０］ＫＨＡＮＡＮ，ＨＥＳＰＳＡＭ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｍａｌ，ｒｈｅｏ⁃ｌｏｇｉｃａｌａｎｄｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒａｄｉｎｇｏｆａｓｐｈａｌｔｃｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１９，２２０：１９６－２０５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１９．０５．１８７．［２１］ＷＡＮＧＭ，ＬＩＵＬＰ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｓｃａｌｅａｇｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓｕｓｉｎｇａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１３５：４１１－４１９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１６．１２．１８０．（责任编辑㊀田亚玲）０６１。
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一、概述
随着科学技术的发展，原子力显微镜（AFM）已经成为了一种十分有
效的纳米尺度下表面分析工具。
在使用AFM进行表面分析时，常常需要关注其测量误差，其中peak force error便是一个重要的指标之一，它直接关系到测量结果的准确性和可靠性。
深入研究和理解peak force error对于提高AFM表面分析的精度和稳定性具有重要意义。
二、什么是peak force error
peak force error是指在AFM测量过程中，实际探针施加在样品表面的力和用户设置的设定力之间的差异值。
在AFM测量中，用户需要设定一定的探针施加力以保证测量的准确性和可靠性。
然而，在实际操
作中，受到各种因素的影响，探针施加的力往往会有一定的偏差，这
种偏差就是peak force error。
三、peak force error的影响因素
1. 设备因素
AFM测量设备的品牌、型号、性能等因素会直接影响peak force error的大小。
不同品牌和型号的AFM设备在探针施加力的控制精度
上存在差异，这将直接影响到peak force error的大小。
2. 样品因素
样品的性质、表面粗糙度、硬度等因素也会影响peak force error。
不同的样品由于其表面特性不同，对探针施加力的响应也会有所差异，
从而导致peak force error的差异。
3. 环境因素
在AFM测量过程中，环境因素如温度、湿度等也会对peak force error产生影响。
温度的变化会影响探针的热膨胀系数，进而影响探针施加的力，湿度的变化也会影响样品表面的性质，从而影响探针施加力的传递。
四、如何减小peak force error
1. 选择合适的AFM设备
在进行表面分析时，选择品质良好、性能稳定的AFM设备是减小peak force error的首要因素。
对于高精度的表面分析要求，可以选择一些设备配备了自动探针校准功能的AFM仪器，能够及时校准和调整探针施加的力。
2. 合理选择测量参数
在进行AFM表面分析时，合理选择探针施加的力和扫描速度等测量参数也是减小peak force error的关键。
根据样品的性质和表面的粗糙度，合理设置测量参数，可以有效减小peak force error的大小。
3. 控制环境因素
在实际操作中，要尽量控制好测量环境，尤其是温度和湿度等因素。
保持恒定的温度和湿度有利于减小peak force error的大小，可以在
一定程度上提高测量的准确性和可靠性。
五、结语
在AFM表面分析中，peak force error作为一个重要的误差指标，对于测量结果的准确性和可靠性有着重要的影响。
通过深入研究和理解peak force error的影响因素和减小方法，可以有效提高AFM表面分析的精度和稳定性，为纳米尺度下的表面分析研究提供有力支持。
希望随着科学技术的不断发展，能够进一步完善和提高AFM设备的测量精度，为纳米材料研究和应用领域提供更多有益的信息。
六、 peak force error对原子力显微镜的影响
在进行原子力显微镜（AFM）的表面分析过程中，peak force error 的存在会对最终的测量结果产生显著影响。
peak force error会导致测量结果的偏差。
如果探针施加的力与用户设定的理想力存在较大差异，那么所得到的表面形貌图像和力曲线将与实际情况发生偏离。
这会对研究者的结论产生误导，影响到对样品表面结构和性质的正确理解和分析。
peak force error还会限制测量的灵敏度和可靠性。
在微小的力作用下，如果存在较大的peak force error，那么对样品表面特性的微小变化很可能无法准确捕捉，而且也会造成测量数据的不稳定性，降低测量的可靠性。
理解和减小peak force error对于提高原子力显微镜的测量精度和稳定性具有重要意义。
研究者需要在实际操作中不断优化和改进测量参数的选择，不断完善设备的性能和校准方式，以及合理控制和调节测
量环境的条件，这些都是减小peak force error的关键步骤。
值得注意的是，在进行实验和分析时，需要结合样品的具体情况，综合考虑多种因素，并在实践中不断积累经验，逐步提高测量的准确性和可靠性。
七、 peak force error的测试和评估方法
为了准确了解peak force error的大小并进行评估，研究者需要借助一系列测试方法和工具。
其中，常用的方法包括利用标准样品测试、比较测量法、校准曲线法等。
在进行测试时，需要制定严格的实验方案和程序，确保测量的准确性和可重复性。
通过对peak force error 的准确测试和评估，可以帮助研究者全面了解AFM测量的误差范围和来源，为进一步提高测量精度和稳定性提供重要参考依据。
八、 peak force error的未来展望
随着纳米技术的不断发展和应用范围的扩大，对于原子力显微镜的测量精度和稳定性提出了更高的要求。
在未来，研究者可以进一步深入研究peak force error的影响机制和影响因素，发展更多有效的校准和减小方法，提高测量设备的性能和稳定性，持续改进测试和评估方法，以及加强标准化和规范化的建设，促进peak force error研究的规范化和标准化。
随着人工智能和大数据技术的广泛应用，借助这些新技术手段，可以进一步提高对peak force error的监测、分析和预测能力，指导实验
操作和数据处理，从而更好地减小和控制peak force error的大小，实现原子力显微镜表面分析的高精度、高可靠性和高效率。
相信随着科学技术的不断创新和发展，peak force error这一重要问题必将得到更好的解决，为纳米尺度下的表面分析研究提供更有力的支持。
九、结语
peak force error作为原子力显微镜（AFM）测量过程中的重要误差指标，对于研究者和科研工作者来说具有重要的意义。
深入研究和了解peak force error的影响因素、减小方法和测试评估手段，可以帮助提高AFM测量的准确性和可靠性，为纳米材料研究和应用领域提供更加准确和可靠的表面分析数据。
希望随着科学技术的不断进步和发展，能够进一步完善和提高AFM设备的测量精度，为纳米尺度下的表面分析工作提供更多有益的信息和支持。