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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.88.2002.tde-18082015-165950
Document
Author
Full name
Fabio de Lima Leite
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2002
Supervisor
Committee
Herrmann Junior, Paulo Sérgio de Paula (President)
Rodrigues Filho, Ubirajara Pereira
Ziemath, Ervino Carlos
Title in Portuguese
Caracterização de forças de adesão em materiais utilizando a microscopia de força atômica
Keywords in Portuguese
Curva de força
Forças de adesão
Microscopia de força atômica
Abstract in Portuguese
O Microscópio de Força Atômica foi usado para investigar interações de força de adesão na nano-escala entre superfícies sólidas, através de medidas de curvas de força em dois ambientes: em ar e em água. As medidas de curva de força adquiridas em ar quantificaram as forças de adesão devido a componente capilar, que surge da camada de água adsorvida na superfície da amostra. Os valores médios da força de adesão para o quartzo, silício e mica foram de: 20 nN; 23 nN e 32 nN, respectivamente. As medidas realizadas em água detectaram a força de adesão devido somente as forças de van der Waals, na ausência de cargas eletrostáticas, apresentando os seguintes resultados: 6nN, 6nN e lnN, para as amostra de quartzo, silício e mica, respectivamente. Esta análise revelou para os materiais utilizados nesse trabalho, que na nanoescala, são as condições ambientais, e não as propriedades do material que desempenha um papel mais importante nas interações adesivas entre sólidos. A caracterização da força de adesão em sólidos foi obtida através de 20 medidas realizadas no mesmo ponto, em 5 pontos distintos na mesma região e em 3 regiões distintas da amostra. Isto possibilitou investigar a variabilidade das forças de adesão na superfície em estudo, mostrando que a nano-adesão varia com a topografia e com as condições físicas locais. Mapas de adesão foram utilizados para caracterizar a heterogeneidade de superfícies atomicamente planas (mica) e superfícies rugosas (quartzo)
Title in English
Not available
Keywords in English
Not available
Abstract in English
The atomic force microscopy was used to investigate adhesion force interactions at the nanoscale leveI between solid surfaces through force curve measurements in air and water. Curve force measurements acquired in air quantified the adhesion forces due to the capillary effect coming from the adsorbed liquid layer on to the sample surface. The average values of adhesion force to quartz, silicon and mica were 20 nN, 23nN and 32 nN, respectively. The measurements in water detected only the adhesion force due to van de Waals forces, presenting the following values: 6nN (quartz); 6nN (silicon); and InN (mica).This investigation revealed that at the nanoscale the ambient condition, and not the material properties, pave the role in the adhesive interaction between solid surfaces in the materials investigated. The characterization of adhesion force in solids was obtained throughout 20 measurements at the same point, made in 5 distinct points of the same region, and in 3 different regions of the samples. With that it was possible to explore the variability of the adhesion forces on the surface, showing that a nano-adhesion varies with both the topography and the local physical conaitions of the substrates. Adhesion maps were used to characterize the heterogeneity of atomically planar surfaces (mica) and rough surfaces (quartz)
 
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FabiodeLimaLeiteM.pdf (22.37 Mbytes)
Publishing Date
2015-08-19
 
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