Quantitative Auswertung nichtlinearer Ultraschall-Kontaktresonanzspektren zur Bestimmung der Kraftkurve zwischen der Sensorspitze einer schwingenden Kraftmikroskop-Blattfeder und einer Probe

定量评估非线性超声接触共振谱，以确定振动力显微镜板簧传感器尖端与样品之间的力曲线

• 批准号: 5417996
• 负责人: Dr. Sigrun Hirsekorn, since 2/2008
• 金额: --
• 依托单位: Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2003-12-31 至 2007-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5417996?language=en
• 关键词: Quantitative; Auswertung; nichtlinearer; Ultraschall; Kontaktresonanzspektren

In der Ultraschall-Kraftmikroskopike wird die Tatsache, dass Ultraschallfelder mit der Sensorspitze eines Kraftmikroskops detektiert werden können, zur Abbildung elastischer Materialeigenschaften von Probenoberflächen ausgenutzt. Da die Schallwellen von den zwischen Sensorspitze und Probe wirkenden Kräften übertragen werden, ist umgekehrt auch eine Bestimmung dieser Kräfte aus gemessenen Blattfederschwingungen möglich. Zur Kraftkurve tragen verschiedene physikalische Kräfte bei, sie ist daher eine nichtlineare Funktion des Abstandes und kann Hysteresen enthalten. In dem am IZFP entwickelten Ultraschallverfahren "Kontaktresonanzspektroskopie" wird bisher die nichtlineare Kraftkurve um einen Arbeitspunkt linear genähert, um die quantitative Auswertung von Blattfederschwingungen und damit die Bestimmung einer elastischen Konstanten der Probeoberfläche zu ermöglichen. In diesem Vorhaben soll die Kontaktresonanzspektroskopie so erweitert werden, dass auch aus nichtlinearer Kraftübertragung resultierende Federbalkenschwinungen quantitativ ausgewertet werden können. Hierzu sollen Schwingungsspektren des Federbalkens in einem möglichst großen Frequenzbereich an verschiedenen Proben gemessen werden. Die Auswertung erfolgt mit Hilfe der frequenzabhängigen Übertragungsfunktion und entspricht einer Entfaltung des Zeitsignals, so dass die Schwingungseigenschaften des Federbalkens und die Ultraschallanregung in der Probe von den Ultraschall übertragenden Kräften zwischen Sensorspitze und Probe getrennt werden können.

在超声波-Kraftmikroskopike中，超声波传感器与传感器峰一起检测韦尔登，以测量探头的弹性材料特征值。当两个传感器和探测器的开关被韦尔登打开时，它也是一个由Blattfederschwingungen möglich测量的开关。如果Kraftkurve tragen versedene physikalische Kräfte before，they ist daher eine nichtlineare functions des Abstandes and kann Hysteresen planten.在IZFP开发的超声波测量系统中，“Kontaktresonanzspektroskopie”将使非线性的Kraftkurve曲线形成一个Arbeitspunkt线性发生器，对Blattfederschwingungen进行定量测量，并对探头的弹性常数进行测量。在这种情况下，为了使合同能够如此有效地韦尔登，也需要将联邦预算的结果量化为韦尔登。在一个更大的频率范围内，联邦巴尔干人的高频率要求是非常普遍的，可能是韦尔登。该Auswertung erfolgt mit Hilfe der frequenzabhängigen Übertragungsfunktion und entspricht einer Entfaltung des Zeitsignals，so dass the Schwingungseigenschaften des Federbalkens and die Ultrasonanregung in der Probe von den Ultraschall übertragenden Kräfwischen Sensorspitze und Probe getrennt韦尔登kennen.