AFM對啊瀝青化學組分和微觀結構分析

瀝青化學組分和微觀結構分析

瀝青是由碳氫化合物和微量金屬構成的復雜混合物，分子的數量以百萬計。分子的化學組分和結構隨齡期、溫度和荷載狀況發生變化。一般而言，可采用氣象色譜法、質譜法、差示掃描量熱法、核磁共振以及傅里葉變換紅外光譜等方法來分析瀝青化學成分。而研究瀝青微結構的方法則主要有：X射線衍射分析、排阻色譜法儀和各種顯微成像技術，例如掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、相差顯微鏡、偏振光顯微鏡、激光掃描顯微鏡、焚光顯微鏡以及原子力顯微鏡。本文研究的主要目的就是利用原子力顯微鏡技術(AFM)半定量地分析不同瀝青的微觀力學特性。

AFM的基本工作原理是：以1個一端固定而另一端裝在彈性微懸臂上的尖銳針尖探測樣本表面，完成數據采集。探針長度僅有幾微米，安裝在微懸臂的自由端。其彈性常數比較低，只有100~200um。探針針尖與樣品表面輕微接觸，樣品表面原子與針尖尖端原子間存在極微弱的排斥力，掃描時通過控制這種作用力恒定，微懸臂自由端將對應于原子間的作用力的等位面，在垂直于樣品表面方向上起伏運動。利用激光檢測法就能夠測得對應于掃描各點的垂直或水平位移變化，將信號放大與轉換，從而得到樣品表面原子級的三維立體形貌圖像。