KR101628557B1 - 시편 표면의 마찰계수 측정방법 - Google Patents

시편 표면의 마찰계수 측정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101628557B1
KR101628557B1 KR1020140174073A KR20140174073A KR101628557B1 KR 101628557 B1 KR101628557 B1 KR 101628557B1 KR 1020140174073 A KR1020140174073 A KR 1020140174073A KR 20140174073 A KR20140174073 A KR 20140174073A KR 101628557 B1 KR101628557 B1 KR 101628557B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
specimen
friction coefficient
correction
information
atomic force
Prior art date
Application number
KR1020140174073A
Other languages
English (en)
Inventor
박정연
홍웅표
서지연
김보경
여인웅
최광훈
김두인
박성모
정명영
Original Assignee
현대자동차주식회사
부산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 부산대학교 산학협력단 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020140174073A priority Critical patent/KR101628557B1/ko
Priority to US14/944,276 priority patent/US10088408B2/en
Priority to CN201510890905.5A priority patent/CN105675923A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101628557B1 publication Critical patent/KR101628557B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/24—AFM [Atomic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. AFM probes
    • G01Q60/26—Friction force microscopy
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/30—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices
    • G01Q30/04—Display or data processing devices
    • G01Q30/06—Display or data processing devices for error compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
    • Y10S977/86—Scanning probe structure
    • Y10S977/863—Atomic force probe

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

본 발명은 시편 표면의 마찰계수 측정방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 시편 표면의 마찰계수 측정방법은 원자간력 현미경(AFM:Atomoice Force Microscope)을 이용하여 시편의 표면 정보를 획득하는 표면 정보 획득단계; 상기 시편의 표면 정보를 이용하여 상기 시편 표면의 마찰계수 데이터를 산출하는 산출단계; 상기 시편의 마찰계수 데이터를 이미지로 매핑하는 매핑단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 실제 측정 대상이 되는 시편을 이용하여 원자간력 현미경을 보정 함과 동시에, 마찰계수를 측정함으로써, 원자간력 현미경의 탐침부분이 마모되는 것을 방지하고 신뢰도가 높은 마찰계수 값을 확보할 할 수 있는 시편 표면의 마찰계수 측정방법이 제공된다.

Description

시편 표면의 마찰계수 측정방법{METHOD FOR MEASURING COEFFICIENT OF FRICTION FOR SPECIMEN}
본 발명은 시편 표면의 마찰계수 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시편 표면의 마찰계수를 측정하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법에 관한 것이다.
시편의 표면의 형상을 측정하기 위하여 원자간력 현미경(AFM:Atomic Force Microscope)이 이용되고 있다.
이러한 원자간력 현미경은 캔틸레버(cantilever) 형태의 구조물의 종단에 설치되는 탐침이 시편의 표면을 가압함으로써 발생하는 캔틸레버의 변형 및 탐침으로부터 전압 값 등을 측정하여 시편 표면을 이미지화한다.
다만, 원자간력 현미경으로부터 시편에 따라 높이 및 형상의 차이가 있으므로 시편에 표면과 나란한 방향, 즉, 횡방향으로 가해지는 힘을 보정할 필요가 있다.
종래의 경우에는, 별도의 교정시편을 이용하여 원자간력 현미경을 보정한 후에 실제 피측정물의 표면의 형상을 측정하고 있으나, 탐침이 잦은 사용으로 인하여 쉽게 마모되거나 파손되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실제 측정 대상이 되는 시편을 이용하여 원자간력 현미경을 보정 함과 동시에, 마찰계수를 측정함으로써, 원자간력 현미경의 탐침부분이 마모되는 것을 방지하고 신뢰도가 높은 마찰계수 값을 확보할 할 수 있는 시편 표면의 마찰계수 측정방법을 제공함에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 원자간력 현미경(AFM:Atomoice Force Microscope)을 이용하여 시편의 표면 정보를 획득하는 표면 정보 획득단계; 상기 시편의 표면 정보를 이용하여 상기 시편 표면의 마찰계수 데이터를 산출하는 산출단계; 상기 시편의 마찰계수 데이터를 이미지로 매핑하는 매핑단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법.에 의해 달성된다.
또한, 상기 표면 정보 획득단계에서는 상기 원자간력 현미경(AFM:Atomoice Force Microscope)으로부터 상기 시편의 표면에 가해지는 힘에 의하여 획득되는 전압 값을 획득할 수 있다.
또한, 상기 원자간력 현미경을 이용하여 획득된 시편의 표면 정보를 보정하는 보정단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정단계는, 상기 시편의 경사면에서의 경사각 및 점착력, 상기 시편의 평평한 면에서의 점착력을 측정하는 측정단계; 측정된 상기 경사면에서의 경사각 및 점착력과 상기 평평한 면에서의 점착력 정보를 이용하여 시편의 표면 정보를 보정하는 보정정보 획득단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정정보 획득단계에서 상기 보정정보는 상기 시편의 표면 정보에 보정상수(α)를 곱하여 획득되며, 상기 보정상수는 아래 [수식 2]에 의하여 결정될 수 있다.
[수식 2]
Figure 112014118711536-pat00001
(단, α는 보정상수, μS는 경사면의 마찰계수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, θ 는 경사면의 경사각, AS 는 점착력, WS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
또한, 상기 보정정보 획득단계에서 상기 경사면의 마찰계수(μ)는 아래 [수식 1]에 의하여 결정될 수 있다.
[수식 1]
Figure 112014118711536-pat00002
(단, μS는 경사면의 마찰계수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, θ 는 경사면의 경사각, AS 는 경사면에서의 점착력, WS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2, ΔS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값)
또한, 상기 보정정보 획득단계에서는, 상기 [수식 1]에 의하여 2 개의 경사면에서의 마찰계수와 상기 [수식 2]에 의하여 2 개의 보정상수가 획득되며, 아래 [수식 3]에 의하여 상기 시편의 평면에서의 마찰계수를 획득하고, 획득된 마찰계수를 이용하여 상기 2개의 보정상수 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
[수식 3]
Figure 112014118711536-pat00003
(단, μflat는 평면에서의 마찰계수, α 는 보정상수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, Aflat 는 평면에서의 점착력, Wflat는 평면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
또한, 상기 [수식 3]에 의하여 획득되는 상기 시편의 평면에서의 마찰계수 값 2개 각각과 상기 [수식 1]에 의하여 획득되는 경사면에서의 마찰계수 값 2개 각각을 비교하여, 차이가 최소인 경우에 대응되는 보정상수 값을 선택하여 상기 시편의 표면정보를 보정할 수 있다.
또한, 상기 산출단계에서 상기 마찰계수 데이터는 아래 [수식 5]에 의하여 결정될 수 있다.
[수식 5]
Figure 112014118711536-pat00004
(단, μ는 시편의 마찰계수, α는 보정상수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, A 는 시편 표면의 점착력, W는 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
본 발명에 따르면, 별도의 보정용 시편을 배제하고, 측정 대상이 되는 시편의 표면을 이용하여 원자간력 현미경을 보정함으로써, 탐침의 마모를 줄일 수 있는 시편 표면의 마찰계수 측정방법이 제공된다.
또한, 시편 표면의 마찰계수 및 마찰력이 이미지화된 맵을 용이하게 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 개략적인 순서도이고,
도 2는 도 1의 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 측정단계에서 획득되는 정보의 일례이고,
도 3은 도 1의 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 매핑단계에서 획득되는 마찰계수 맵의 일례이고,
도 4는 도 1의 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 매핑단계에서 획득되는 마찰계수 맵을 이용하여 매핑되는 마찰력 맵의 일례이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 시편 표면의 마찰계수 측정방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 개략적인 순서도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 시편 표면의 마찰계수 측정방법(S100)은 원자간력 현미경(AFM)을 이용하여 임의의 시편 표면의 마찰계수 및 마찰력을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 표면 정보 획득단계(S110)와 보정단계(S120)와 산출단계(S130)와 매핑단계(S140)를 포함한다.
상기 표면 정보 획득단계(S110)는 측정하고자 하는 대상 시편(10)의 표면 정보를 획득하는 단계이다. 본 단계에서는 원자간력 현미경(AFM:Atomic Force Microscope)을 이용하여 시편(10)의 표면을 측정한다.
본 실시예에서 이용되는 원자간력 현미경은 캔틸레버 형태의 구조물 단부에 탐침을 부착하고, 탐침을 측정하고자 하는 시편(10)의 표면과 접촉하면 시편(10) 표면의 원자 사이에 서로의 간격에 따라 끌어당기거나 밀치는 힘이 작용하게 되고, 이 힘에 의하여 캔틸레버가 휘어지는 정도를 측정하는 방식으로, 시편(10)의 표면 정보를 획득한다. 이때, 탐침으로부터 측정되는 전압정보도 동시에 측정하게 된다.
본 실시예의 표면 정보 획득단계(S110)에서는 원자간력 현미경을 이용하여 시편(10) 표면에 횡방향의 힘을 가압함과 동시에, 시편(10)의 표면으로부터 탐침에서 측정되는 전압량을 측정한다. 이하, 본 실시예에서 시편(10)의 표면 정보라 함은 원자간력 현미경에 의하여 시편(10)의 각 표면에서 측정되는 전압값을 의미한다.
상기 보정단계(S120)는 표면 정보 획득단계(S110)에서 원자간력 현미경을 이용하여 획득한 시편(10)의 표면 정보를 보정하기 위한 단계로서, 측정단계(S121)와 보정정보 획득단계(S122)를 포함한다.
원자간력 현미경은 탐침이 시편(10)의 표면에 횡방향(lateral)의 힘을 가하는 방식으로 표면 정보를 획득하는 것이고, 가해진 횡방향의 힘은 시편(10) 표면의 형상 및 높이에 따라 달리 작용하게 되므로, 신뢰도가 높은 마찰계수 데이터를 산출하기 위해서는 시편(10) 표면의 높이 및 형상을 고려하여 시편 표면정보를 보정할 필요가 있다.
따라서, 상술한 목적을 위하여, 상기 측정단계(S121)에서는 시편 표면정보 보정에 필요한 데이터를 측정하고, 상기 보정정보 획득단계(S122)에서는 시편 표면에서 측정된 전압정보에 소정의 보정상수(α)를 곱하여 보정 데이터를 확보하며, 이를 위하여 필요한 보정상수보정상수(α)를 산출한다. 이하, 측정단계(S121)에 대해서 설명한 후에 보정정보 획득단계(S122)를 설명한다.
도 2는 도 1의 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 측정단계에서 획득되는 정보의 일례이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 상기 측정단계(S121)는 보정상수(α)를 획득하기 위하여 필요한 데이터를 측정하는 단계이다. 본 단계에서는 시편(10) 표면 중 경사를 형성하는 경사면의 경사각(θS)과, 해당 경사면의 점착력(AS) 및 평평한 평면의 점착력(Aflat)을 측정한다.
본 단계는 보정상수(α) 값을 확보하기 위한 용도의 데이터를 확보하는 것이 목적이므로, 측정 대상이 되는 시편의 경사면은 일정한 각도의 경사를 갖는 영역이라면 제한되지 않는다.
상기 보정정보 획득단계(S122)는 상술한 측정단계(S121)에서 측정된 경사각 및 점착력 정보를 이용하여 보정상수(α)를 획득하는 단계이다.
먼저, 본 단계에서는 아래 [수식 1]을 이용하여 경사각 및 점착력을 측정한 경사면에서의 마찰계수(μS) 값을 산출한다
[수식 1]
Figure 112014118711536-pat00005
(단, μS는 경사면의 마찰계수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, θ 는 경사면의 경사각, AS 는 경사면에서의 점착력, WS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2, ΔS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값)
[수식 1]은 마찰계수(μS)에 대한 2차 방정식이므로, [수식 1]을 풀이하면 두 개의 서로 다른 마찰계수(μS1,μS2) 값을 얻을 수 있다.
다음으로, 아래 [수식 2]를 이용하여, 보정상수(α) 값을 산출한다.
[수식 2]
Figure 112014118711536-pat00006
(단, α는 보정상수, μS는 경사면의 마찰계수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, θ 는 경사면의 경사각, AS 는 경사면에서의 점착력, WS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
다만, [수식 1]에서 두 개의 마찰계수(μS1,μS2)을 산출되었으므로, 이를 [수식 2]에 대입하면, 각 마찰계수(μS1,μS2)에 대응되는 두 개의 보정상수(α1, α2)가 산출된다.
다음으로, 두 개의 보정상수 중 어느 하나를 선택하기 위하여, 아래 [수식 3]을 이용하여 평평한 면의 마찰계수를 산출한다.
[수식 3]
Figure 112014118711536-pat00007
(단, μflat는 평면에서의 마찰계수, α 는 보정상수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, Aflat 는 평면에서의 점착력, Wflat는 평면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
두 개의 보정상수(α1, α2)를 [수식 3]에 대입하면, 두 개의 평평한 면에서의 마찰계수(μflat1,μflat2)가 산출된다.
이때, 대응되는 마찰계수 간의 값의 차이를 계산하여, 그 차이가 최소인 경우에 대응되는 보정상수를 선택하여 보정 시 이용한다.
즉, |μflat1 -μs1| 값과 |μflat2 -μs2 | 을 비교하여, 상대적으로 작은 값을 갖는 경우에 대응되는 보정상수를 선택한다. 예를 들어, |μflat1 -μs1| 이 더 작은 값을 갖는 것이라 가정하면, 보정상수로 α1을 선택하여 시편의 표면 정보를 보정한다.
다음으로, 시편(10)의 표면정보는 아래의 [수식 4]을 이용하여 보정한다.
[수식 4]
Figure 112014118711536-pat00008
(단, WC 는 보정된 시편의 표면 정보, α는 최종 결정된 보정상수, W 는 실제 측정된 시편의 표면 정보)
따라서, 본 단계에 의하면, 보정되어 신뢰도가 향상디는 시편(10)의 표면정보가 획득될 수 있다.
상기 산출단계(S130)는 보정된 시편의 표면정보를 이용하여, 시편(10) 표면의 마찰계수(μ)를 산출하는 단계이다.
본 단계에서는 아래 [수식 5]를 이용하여, 시편(10) 표면의 마찰계수(μ)를 산출한다.
[수식 5]
Figure 112014118711536-pat00009
(단, μ는 시편의 마찰계수, α는 보정상수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, A 는 시편 표면의 점착력, W는 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
한편, 본 [수식 5]에서 요구되는 시편 전면(全面)에서의 점착력은 상술한 표면 정보 획득단계(S110)에서 획득될 수도 있고, 측정단계(S121)에서 획득될 수도 있으며, 또는, 본 산출단계(130)에서 별도로 획득될 수도 있다.
도 3은 도 1의 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 매핑단계에서 획득되는 마찰계수 맵의 일례이고, 도 4는 도 1의 시편 표면의 마찰계수 측정방법의 매핑단계에서 획득되는 마찰계수 맵을 이용하여 매핑되는 마찰력 맵의 일례이다.
상기 매핑단계(S140)에서는 최종 산출된 마찰계수(μ)를 이용하여, 이미지로 매핑하여 맵을 제작하는 단계이다. 즉, 도 3에서와 같이, 본 단계에 의하면, 시편 표면의 마찰계수 값이 매핑되는 맵이 제작될 수 있다.
또한, 도 4에서와 같이, 마찰계수 맵 뿐만 아니라, 산출되는 마찰계수 맵을 이용하여 마찰력 값 자체가 매핑되는 맵이 제작될 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 시편

Claims (9)

  1. 원자간력 현미경(AFM:Atomoice Force Microscope)을 이용하여 시편의 표면 정보를 획득하는 표면 정보 획득단계;
    상기 시편의 표면 정보를 이용하여 상기 시편 표면의 마찰계수 데이터를 산출하는 산출단계;
    상기 시편의 마찰계수 데이터를 이미지로 매핑하는 매핑단계; 및
    상기 원자간력 현미경을 이용하여 획득된 시편의 표면 정보를 보정하는 보정단계;를 포함하고,
    상기 보정단계는,
    상기 시편의 경사면에서의 경사각 및 점착력, 상기 시편의 평평한 면에서의 점착력을 측정하는 측정단계; 및
    측정된 상기 경사면에서의 경사각 및 점착력과 상기 평평한 면에서의 점착력 정보를 이용하여 시편의 표면 정보를 보정하는 보정정보 획득단계;를 포함하며,
    상기 보정정보 획득단계에서 상기 보정정보는 상기 시편의 표면 정보에 보정상수(α)를 곱하여 획득되며,
    상기 보정상수는 아래 [수식 2]에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법.
    [수식 2]
    Figure 112016007463821-pat00018

    (단, α는 보정상수, μS는 경사면의 마찰계수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, θ 는 경사면의 경사각, AS 는 경사면에서의 점착력, WS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면 정보 획득단계에서는 상기 원자간력 현미경(AFM:Atomoice Force Microscope)으로부터 상기 시편의 표면에 가해지는 힘에 의하여 획득되는 전압 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보정정보 획득단계에서 상기 경사면의 마찰계수(μ)는 아래 [수식 1]에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법.
    [수식 1]
    Figure 112016007463821-pat00011

    (단, μS는 경사면의 마찰계수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, θ 는 경사면의 경사각, AS 는 경사면에서의 점착력, WS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2, ΔS는 경사면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보정정보 획득단계에서는,
    상기 [수식 1]에 의하여 2 개의 경사면에서의 마찰계수와 상기 [수식 2]에 의하여 2 개의 보정상수가 획득되며,
    아래 [수식 3]에 의하여 상기 시편의 평면에서의 마찰계수를 획득하고, 획득된 마찰계수를 이용하여 상기 2개의 보정상수 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법.
    [수식 3]
    Figure 112014118711536-pat00012

    (단, μflat는 평면에서의 마찰계수, α 는 보정상수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, Aflat 는 평면에서의 점착력, Wflat는 평면에서 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
  8. 제7항에 있어서,
    상기 [수식 3]에 의하여 획득되는 상기 시편의 평면에서의 마찰계수 값 2개 각각과 상기 [수식 1]에 의하여 획득되는 경사면에서의 마찰계수 값 2개 각각을 비교하여, 차이가 최소인 경우에 대응되는 보정상수 값을 선택하여 상기 시편의 표면정보를 보정하는 것을 특징으로 하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 산출단계에서 상기 마찰계수 데이터는 아래 [수식 5]에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 시편 표면의 마찰계수 측정방법.
    [수식 5]
    Figure 112014118711536-pat00013

    (단, μ는 시편의 마찰계수, α는 보정상수, L 은 원자간력 현미경으로부터 시편에 가해지는 힘, A 는 시편 표면의 점착력, W는 원자간력 현미경에 의하여 측정되는 전압 값 / 2)
KR1020140174073A 2014-12-05 2014-12-05 시편 표면의 마찰계수 측정방법 KR101628557B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140174073A KR101628557B1 (ko) 2014-12-05 2014-12-05 시편 표면의 마찰계수 측정방법
US14/944,276 US10088408B2 (en) 2014-12-05 2015-11-18 Friction coefficient measuring method of surface of specimen
CN201510890905.5A CN105675923A (zh) 2014-12-05 2015-12-07 试样表面的摩擦系数的测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140174073A KR101628557B1 (ko) 2014-12-05 2014-12-05 시편 표면의 마찰계수 측정방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101628557B1 true KR101628557B1 (ko) 2016-06-08

Family

ID=56094081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140174073A KR101628557B1 (ko) 2014-12-05 2014-12-05 시편 표면의 마찰계수 측정방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10088408B2 (ko)
KR (1) KR101628557B1 (ko)
CN (1) CN105675923A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109406386A (zh) * 2017-10-30 2019-03-01 西南交通大学 应用于纳米级单点接触超低摩擦系数测量的异形横截面微悬臂梁探针设计及加工方法
CN111190031A (zh) * 2020-01-21 2020-05-22 湘潭大学 一种原子力显微镜探针磨损的摩擦性能修正方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017181135A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 株式会社日立ハイテクサイエンス 走査型プローブ顕微鏡及びそのプローブ接触検出方法
CN108414435A (zh) * 2018-01-22 2018-08-17 南京理工大学 一种通过表面受限效应调控石墨烯表面摩擦系数的方法
JP6627903B2 (ja) * 2018-03-20 2020-01-08 株式会社島津製作所 データ補正方法、データ補正方法をコンピュータに実行させるプログラム、画像処理装置、走査型プローブ顕微鏡
CN108593541B (zh) * 2018-03-22 2021-01-05 深圳大学 一种外加电场诱导的摩擦装置及其测试方法
CN110375899B (zh) * 2019-07-29 2021-01-12 清华大学 摩擦力测量装置及其工作方法
CN112526173B (zh) * 2020-12-09 2023-05-16 湘潭大学 一种检测材料晶界的晶体结构的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010069616A (ko) * 2001-04-21 2001-07-25 박준호 다중 액츄에이터를 갖는 ａｆｍ용 캔틸레버 구조물, 이를포함하는 ａｆｍ 시스템 및 상기 ａｆｍ을 이용한 물질의특성 측정 방법
JP2007309919A (ja) * 2006-04-20 2007-11-29 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 走査プローブ顕微鏡
JP2009150696A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 走査プローブ顕微鏡
JP2013525806A (ja) * 2010-05-07 2013-06-20 サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク・（セ・エン・エール・エス） 連続曲線モードで機能する走査型プローブ顕微鏡法による表面測定及び改質のための方法、それを実施するための走査型プローブ顕微鏡及びデバイス

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400647A (en) * 1992-11-12 1995-03-28 Digital Instruments, Inc. Methods of operating atomic force microscopes to measure friction
JP2852397B2 (ja) 1994-11-15 1999-02-03 工業技術院長 原子間力顕微鏡および原子間力顕微鏡における摩擦の解析方法
DE10237627A1 (de) 2002-08-16 2004-03-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Bestimmung tribologischer Eigenschaften einer Probenoberfläche mittels eines Rasterkraftmikroskops (RKM) sowie ein diesbezügliches RKM
KR20060048334A (ko) 2004-11-03 2006-05-18 학교법인 포항공과대학교 원자 현미경의 각변환 계수 산출방법 및 이 각변환 계수를이용한 원자 현미경 마찰신호의 정량화 방법
KR100667217B1 (ko) 2004-12-30 2007-01-12 한국기계연구원 주사 탐침 현미경의 보정장치 및 방법
JP2007248982A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Ricoh Co Ltd 画像形成装置及びトナー
KR101244383B1 (ko) 2011-05-11 2013-03-18 건국대학교 산학협력단 Ａｆｍ 마찰력 매핑을 이용한 그래핀 도메인 측정 시스템 및 그 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010069616A (ko) * 2001-04-21 2001-07-25 박준호 다중 액츄에이터를 갖는 ａｆｍ용 캔틸레버 구조물, 이를포함하는 ａｆｍ 시스템 및 상기 ａｆｍ을 이용한 물질의특성 측정 방법
JP2007309919A (ja) * 2006-04-20 2007-11-29 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 走査プローブ顕微鏡
JP2009150696A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 走査プローブ顕微鏡
JP2013525806A (ja) * 2010-05-07 2013-06-20 サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク・（セ・エン・エール・エス） 連続曲線モードで機能する走査型プローブ顕微鏡法による表面測定及び改質のための方法、それを実施するための走査型プローブ顕微鏡及びデバイス

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109406386A (zh) * 2017-10-30 2019-03-01 西南交通大学 应用于纳米级单点接触超低摩擦系数测量的异形横截面微悬臂梁探针设计及加工方法
CN111190031A (zh) * 2020-01-21 2020-05-22 湘潭大学 一种原子力显微镜探针磨损的摩擦性能修正方法
CN111190031B (zh) * 2020-01-21 2022-10-25 湘潭大学 一种原子力显微镜探针磨损的摩擦性能修正方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20160161396A1 (en) 2016-06-09
CN105675923A (zh) 2016-06-15
US10088408B2 (en) 2018-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101628557B1 (ko) 시편 표면의 마찰계수 측정방법
Fischer-Cripps A review of analysis methods for sub-micron indentation testing
Slattery et al. Accurate measurement of atomic force microscope cantilever deflection excluding tip-surface contact with application to force calibration
CN109269892B (zh) 一种聚合物弹性模量的测量方法及系统
KR101244383B1 (ko) Ａｆｍ 마찰력 매핑을 이용한 그래핀 도메인 측정 시스템 및 그 방법
JP2014521938A5 (ko)
Wang et al. AFM lateral force calibration for an integrated probe using a calibration grating
JP2018535482A (ja) 差動測定による磁石の位置の追跡方法
US11428590B2 (en) Method for estimating a bearing load using strain parameters to account for contact angle variation
JP2021511520A (ja) 位相シフト偏向測定法で非線形応答特性を補償するためのシステム及び方法
Saringer et al. Direct determination of the area function for nanoindentation experiments
CN101900529B (zh) 基于光束三角的倾斜自适应位移测量方法
KR101706819B1 (ko) 나노경도 기준시편을 이용한 나노압입시스템 분석방법, 이를 이용한 나노압입시스템 교정방법, 나노압입시스템 및 기록매체
WO2019053773A1 (ja) 状態判定装置、状態判定方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2014203162A (ja) 傾斜角推定装置、ｍｔｆ測定装置、傾斜角推定プログラム及びｍｔｆ測定プログラム
JP2012145507A (ja) Ｘ線検査方法
Heikkinen et al. Step height standards based on self-assembly for 3D metrology of biological samples
JP6019886B2 (ja) 形状測定装置
Giusca et al. Improved and simpler estimation of scale linearity contribution to topography measurement
Druzovec et al. SIMULATION OF LINE SCALE CONTAMINATION IN CALIBRATION UNCERTAINTY MODEL.
JP6872324B2 (ja) 計測システム、計測方法および計測プログラム
Prunici et al. Quantitative characterization of crosstalk effects for friction force microscopy with scan-by-probe SPMs
Moona et al. Characterization of Rockwell hardness indenter Tip using image processing and optical profiler and evaluation of measurement uncertainty
KR101178039B1 (ko) 용량형 변위 센서에 의한 거리 측정 장치에 사용되는 보정용 센서 타겟
JP2015158400A (ja) 応力測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee