Przestrzennie skorelowana, submikrometrowa analiza właściwości morfologicznych, mechanicznych i chemicznych kompozycji epoksydowej domieszkowanej nanokrzemionką

• Autorzy: Sikora, A. , Bednarz, Ł. , Warycha, J. , Moroń, L.

Warianty tytułu

EN

Spatially correlated submicron morphological, mechanical and chemical analysis of the nanosilicate- doped epoxy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Submikrometrowe badania nanomateriałów są źródłem cennych informacji o ich unikatowych właściwościach. Jednak ze względu na często występujące niejednorodności materiałów, w zależności od lokalizacji wykonanych pomiarów, różnice między uzyskanymi wynikami mogą wynosić nawet kilkaset procent, istotnie utrudniając uzyskanie spójnych i miarodajnych rezultatów pomiarów przeprowadzanych z wykorzystaniem wielu metod i narzędzi diagnostycznych. Wobec powyższego konieczne jest zastosowanie łatwych w implementacji rozwiązań, pozwalających na skuteczną korelację przestrzenną uzyskanych wyników. W niniejszej pracy zaprezentowano zastosowanie nanomarkerów, wytwarzanych za pomocą sondy mikroskopu sił atomowych, w wieloetapowym procesie pomiarowym. Wykorzystanie wytworzonych nanostruktur umożliwiło przeprowadzenie analizy właściwości morfologicznych, mechanicznych oraz chemicznych kompozycji ściśle określonych struktur próbki epoksydowej domieszkowanej nanokrzemionką.

EN

Submicron investigations of the nanomaterials are the source of valuable data about their unique properties. However, due to often nonhomogeneities of the materials, the results of local properties measurements may vary even few hundred percents as various areas are analyzed. Therefore one needs the solution that would be easy to implement and provide effective positioning of the sample in order to obtain coherent and reliable outcome of the measurements carried out using various methods and diagnostic methods. In this work the utilization of the nanomarkers developed with the atomic force microscopy probe for multi-stage measurement procedure is presented. The application of the developed nanostructures allowed to perform spatially correlated analysis of the morphological, mechanical and chemical properties of the epoxy matrix with nanosilicate filler.

Słowa kluczowe

PL

mikroskopia sił atomowych; mikroskopia elektronowa; nanomateriały; diagnostyka; nanolitografia; kompozycje epoksydowe

EN

atomic force microscopy (AFM); electron microscopy; nanomaterials; diagnostics; nanolithography; epoxy materials

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 10
• Strony: 14-16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Sikora, A.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

autor

Bednarz, Ł.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

autor

Warycha, J.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

autor

Moroń, L.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu

Bibliografia

• [1] Bonhomme P., Beorchia A., Image synthesis in the electron microscope, (1985) Ultramicroscopy, 17 (2), pp. 127–131.
• [2] Robinson V. N. E., The elimination of charging artefacts in the scanning electron microscope, (1975) Journal of Physics E: Scientific Instruments, 8 (8), art. no. 009, pp. 638–640.
• [3] Binnig G., Quate C. F., Gerber C.: Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett., 56, pp. 930–933, 1986.
• [4] Bhushan B., Marti O.: Scanning Probe Microscopy – Principle of Operation, Instrumentation, and Probes. Springer Handbook of Nanotechnology, pp. 573–617, 2010.
• [5] Andrzej Sikora, Alicja Kędzia: Quantitative comparison of the dura mater tissue structures measured with atomic force microscopy, Advances in Clinical and Experimental Medicine 21 (4), 487–493, 2012.
• [6] Bhushan B.: Nanotribology and nanomechanics. Wear, 259 (7)–(12), pp. 1507–1531, 2005.
• [7] Ihalainen P., Järnström J., Määttänen A., Peltonen J.: Nano-scale mapping of mechanical and chemical surface properties of pigment coated surfaces by torsional harmonic atomic force microscopy. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 373 (1)–(3), pp. 138–144, 2011.
• [8] Trdan U., Grum J., SEM/EDS characterization of laser shock peening effect on localized corrosion of Al alloy in a near natural chloride environment, (2014) Corrosion Science, 82, pp. 328–338.
• [9] Mielcarek W., Gubański A., Paściak G., Prociów K., Warycha J., Wrobel J. M., The effect of bismuth oxide polymorph forms on degradation processes in ZnO varistors, (2013) Ceramics International, 39 (7), pp. 8219–8226.
• [10] Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne, Krzysztof Kurzydłowski, Małgorzata Lewandowska, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011.
• [11] Kasprzak W., Nadolny Z., Walczak K., Siodła K., Sikorski W., Jóźwiak K., Paściak G., Moroń L. The influence of barium titanate as a filler in impregnating epoxy resin on chosen electrical parameters of obtained material (2009) Materials Science- Poland, 27 (4), pp. 1219–1227.
• [12] Krause T., Moroń L., Motyl E., Zyłka P., Space charge decay in low density polyethylene -montmorillonite clay multilayer nanocomposites (2009) Materials Science- Poland, 27 (4), pp. 1189–1198.
• [13] Motyl E., Moroń, L., Karaś K., Space charge measurements on epoxy resin filled with micro- And nano- sized particles (2008) Przegląd Elektrotechniczny, 84 (10), pp. 112–116.
• [14] Mazurek B., Moroń L., Zawadzka E., Polymer nanocompositesstructure and dielectric properties (2008) Przegląd Elektrotechniczny, 84 (4), pp. 80–83.
• [15] Romanus H., Schadewald J., Cimalla V., Niebelschütz M., Machleidt T., Franke K.-H., Spiess L., Ambacher O., 2007, Markers prepared by focus ion beam technique for nanopositioning procedures, Microelectronic Engineering 84 (3), 524–527.
• [16] Kregting R., Gielen S., Driel W. V., Alkemade P., Miro H., Kamminga J. D., 2011, Local stress analysis on semiconductor devices by combined experimental-numerical procedure, Microelectronics Reliability 51 (6), 1092–1096.
• [17] Rust M. A., Todd R. I., 2007, High resolution surface studies of superplastic deformation, Materials Science Forum, 551-552, 615–620.
• [18] Andrzej Sikora, Development and utilization of the nanomarkers for precise AFM tip positioning in the investigation of the surface morphology change, Optica Applicata, 43 (1), (2013) 163–171.
• [19] Andrzej Sikora, Improvement of the scanning area positioning repeatability using the nanomarkers developed with nanoscratching method, Measurement Science and Technology, 25 (2014) 055401.
• [20] D. Nečas, P. Klapetek, Gwyddion: An open-source software for SPM data analysis, Central European Journal of Physics, 10 (1), (2012) 181-188.
• [21] http://gwyddion.net/, dostęp w dniu 28.03.2014.
• [22] http://www.imagemet.com/WebHelp6/Default.htm#Roughness Parameters/Roughness_Parameters.htm, dostęp w dniu 28.03.2014.
• [23] Magonov S. N. S., Elings V., Whangbo M.-H.: Phase imaging and stiffness in tapping-mode atomic force microscopy. Surface Science, 375 (2)–(3), p. L385-L391, 1997.
• [24] Anczykowski B., Gotsmann B., Fuchs H., Cleveland J. P., Elings V. B.: How to measure energy. dissipation in dynamic mode atomic force microscopy. Applied Surface Science, 140 (3)–(4), pp. 376–382, 1999.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-160