试样表面的摩擦系数的测量方法技术

一种测量试样表面的摩擦系数的方法，包括以下步骤：使用原子力显微镜(AFM)获得试样的表面信息；使用试样的表面信息计算试样表面的摩擦系数的数据；以及将试样的摩擦系数的数据映射成图像。测量试样表面的摩擦系数的方法可通过使用实际的被测量试样来校正原子力显微镜同时测量摩擦系数，来防止原子力显微镜的探针部分被磨损，并且确保摩擦系数值的高可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量试样表面的摩擦系数的方法。
技术介绍
通常，原子力显微镜(AFM)已被用于测量试样表面的形状。AFM通过测量利用在悬臂状结构的端部安装的探针按压试样表面所生成的悬臂的变形、来自探针的电压值等，对试样表面成像。然而，由于来自AFM的根据试样的高度和形状存在不同，所以有必要校正在与试样表面平行的方向或在横向施加的力。根据现有技术，已在使用单独的基准试样校正AFM之后，测量实际的被测量物体的表面形状。然而，存在探针由于频繁使用而容易磨损或损坏的问题。
技术实现思路
在优选方面，本专利技术提供一种测量试样表面的摩擦系数的方法。特别地，该方法可通过使用实际的被测量试样来校正原子力显微镜(AFM)同时测量摩擦系数，来防止原子力显微镜的探针部分被磨损，并且确保测量摩擦系数值的高可靠性。根据本专利技术的示例性实施例，测量试样表面的摩擦系数的方法可包括以下步骤：使用原子力显微镜(AFM)获得试样的表面信息；使用试样的表面信息计算试样表面的摩擦系数的数据；以及将试样的摩擦系数的数据映射成图像。在获得表面信息的步骤中，可通过从原子力显微镜(AFM)施加于试样表面的力获得电压值。测量试样表面的摩擦系数的方法还可包括校正使用原子力显微镜获得的试样的表面信息的步骤。在校正试样的表面信息的步骤中，该方法可包括以下步骤：测量试样的倾斜面的倾斜角和粘度及试样的平坦面的粘度；以及使用测量的倾斜面的倾斜角和粘度及平坦面的粘度的信息，校正试样的表面信息。在校正表面信息的步骤中，校正信息可通过将试样的表面信息与校正常数α相乘来获得，并且校正常数可由以下方程式2确定。[方程式2]α=μS(L+AScosθ)WS(cos2θ-μS2sin2θ)]]>在方程式2中，α是校正常数，μS是倾斜面的摩擦系数，L是从原子力显微镜施加于试样的力，θ是倾斜面的倾斜角，AS是倾斜面的粘度，并且WS是由原子力显微镜从倾斜面测量的电压值的一半。此外，在校正表面信息的步骤中，倾斜面的摩擦系数μS可由以下方程式1确定。[方程式1]μS2sinθ(Lcosθ+AS)-ΔSWS(L+AScosθ)μS+LSsinθcosθ=0]]>在方程式1中，μS是倾斜面的摩擦系数，L是从原子力显微镜施加于试样的力，θ是倾斜面的倾斜角，AS是倾斜面的粘度，WS是由原子力显微镜从倾斜面测量的电压值的一半，并且ΔS是由原子力显微镜从倾斜面测量的电压值。在校正表面信息的步骤中，可由方程式1获得两个倾斜面的摩擦系数，可由方程式2获得两个校正常数，并可由以下方程式3获得试样的平坦面的摩擦系数，并可使用所获得的摩擦系数选择两个校正常数中的任何一个。[方程式3]μflat=αWflat(L+Aflat)]]>在方程式3中，μflat是平坦面的摩擦系数，α是校正常数，L是从原子力显微镜施加于试样的力，Aflat是平坦面的粘度，并且Wflat是由原子力显微镜从平坦面测量的电压值的一半。可将由方程式3获得的试样的平坦面的摩擦系数的两个值中的每一个值与由方程式1获得的倾斜面的摩擦系数的两个值中的每一个值进行比较，并可选择与差为最小的情况对应的校正常数的值用于校正试样的表面信息。在计算试样表面的摩擦系数的数据的步骤中，摩擦系数的数据可由以下方程式5确定。[方程式5]μ=αW(L+A)]]>在方程式5中，μ是试样的摩擦系数，α是校正常数，L是从原子力显微镜施加于试样的力，A是试样表面的粘度，并且W是由原子力显微镜测量的电压值的一半。附图说明从以下结合附图进行的详细说明中，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将更加明显可见。图1是根据本专利技术的示例性实施例的测量试样表面的摩擦系数的方法的示例性流程图。图2是根据本专利技术的示例性实施例通过图1的测量试样表面的摩擦系数的步骤获得的示例性图像和信息曲线图。图3是根据本专利技术的示例性实施例通过图1的映射试样表面的摩擦系数的数据的步骤获得的示例性摩擦系数图。图4是根据本专利技术的示例性实施例使用通过图1的映射试样表面的摩擦系数的数据的步骤获得的摩擦系数图映射的示例性摩擦力图。附图中各元件的附图标记10：试样。具体实施方式在下文中，将参照附图详细说明根据本专利技术的示例性实施例的试样表面的摩擦系数的测量方法。图1是根据本专利技术的示例性实施例的试样表面的摩擦系数的测量方法的示例性流程图。参照图1，根据本专利技术的示例性实施例的测量试样表面的摩擦系数的方法S100可使用原子力显微镜(AFM)测量任何试样表面的摩擦系数和摩擦力。该方法可包括：使用原子力显微镜(AFM)获得试样的表面信息的表面信息获得步骤S110；使用试样的表面信息计算试样表面的摩擦系数的数据的校正步骤S120；计算步骤S130；以及将试样的摩擦系数的数据映射成图像的映射步骤S140。在表面信息获得步骤S110中，可获得被测量的试样10的表面信息。具体地，可使用原子力显微镜(AFM)测量试样10的表面。在本专利技术的示例性实施例中使用的原子力显微镜可通过如下方式获得试样10的表面信息，当探针安装至悬臂状结构的端部并且与被测量的试样10的表面接触时，取决于试样10的表面的原子之间的间隔，吸引力和排斥力可作用在原子之间，并且可测量由上述力引起的悬臂的弯曲程度。在这种情况下，可同时测量从探针测量的电压信息。在表面信息获得步骤S110中，横向力可加压于试样10的表面，同时可使用原子力显微镜从试样表面测量由探针测量的电压量。在下文中，根据本专利技术的示例性实施例的试样10的表面信息是指由原子力显微镜从试样的各个表面测量的电压值。在校正步骤S120中，可校正在表面信息获得步骤S110中使用原子力显微镜获得的试样10的表面信息。校正步骤S120可包括测量试样的倾斜面的倾斜角和粘度及试样的平坦面的粘度的测量步骤S121，以及使用测量的倾斜面的倾斜角和粘度及平坦面的粘度的信息来校正试样的表面信息的校正信息获得步骤S122。原子力显微镜可通过探针对试样10的表面施加横向力的方式获得表面信息。由于施加的横向力可取决于试样10的表面形状和高度而不同地作用，所以为了计算具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量试样表面的摩擦系数的方法，包括以下步骤：使用原子力显微镜(AFM)获得试样的表面信息；使用所述试样的表面信息计算所述试样表面的摩擦系数的数据；以及将所述试样的摩擦系数的数据映射成图像。

【技术特征摘要】
2014.12.05 KR 10-2014-01740731.一种测量试样表面的摩擦系数的方法，包括以下步骤：
使用原子力显微镜(AFM)获得试样的表面信息；
使用所述试样的表面信息计算所述试样表面的摩擦系数的数据；
以及
将所述试样的摩擦系数的数据映射成图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在获得试样的表面信息的步
骤中，获得通过从所述原子力显微镜(AFM)施加于所述试样表面的
力获得的电压值。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括校正使用所述原子力显微
镜(AFM)获得的所述试样的表面信息的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在校正所述表面信息的步骤
中，所述方法还包括以下步骤：
测量所述试样的倾斜面的倾斜角和粘度以及所述试样的平坦面的
粘度；以及
使用测量的所述倾斜面的倾斜角和粘度以及所述平坦面的粘度的
信息，校正所述试样的表面信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在校正所述表面信息的步骤
中，通过将所述试样的表面信息与校正常数α相乘来获得校正信息，
并且
所述校正常数由以下方程式2确定，
[方程式2]
α=μS(L+AScosθ)WS(cos2θ-μS2sin2θ)]]>其中α是校正常数，μS是倾斜面的摩擦系数，L是从原子力显微
镜施加于试样的力，θ是倾斜面的倾斜角，AS是倾斜面的粘度，并且

\tWS是由原子力显微镜从倾斜面测量的电压值的一半。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在校正所述表面信息的步骤
中，所述倾斜面的摩擦系数μS由以下方程式1确定，
[方程式1]
μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴贞妍，洪雄杓，徐知延，金甫炅，吕寅雄，崔光勋，金斗寅，朴晟谟，郑命永，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，釜山大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR