卡爾文掃描探針LEIS

品牌

掃描探針電化學(xué)工作站－電化學(xué)顯微鏡、卡爾文掃描探針、掃描振動(dòng)電極和微區(qū)電化學(xué)阻抗測試與分析系統(tǒng)（M370）

型號(hào)

SECM,SKP,SVP,LEIS

儀器介紹　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  材料腐蝕的電化學(xué)測試方法局限于整個(gè)樣品的宏觀測試, 測試結(jié)果只反映樣品的不同局部位置的整體統(tǒng)計(jì)結(jié)果,不能反映出局部的腐蝕及材料與環(huán)境的作用機(jī)理.為進(jìn)行局部表面科學(xué)研究,微區(qū)掃描系統(tǒng)提供了一個(gè)新的途徑,并日益得到包括局部腐蝕領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。近年來，人們一直在探索局部電化學(xué)過程的研究。代掃描參比電極技術(shù)（SRET）能探測局部腐蝕的發(fā)生。第二代掃描振動(dòng)電極技術(shù)（SVET）采用振動(dòng)電極測量局部 (電流，電位〕隨遠(yuǎn)離被測電極表面位置的變化。 SVET具有比SRET更高的靈敏度。在SVET和SVET基礎(chǔ)上，又提出了采用掃描Kelvin振動(dòng)電極（SKP）測量不同材料表面功函數(shù)。
SVP工作原理
掃描振動(dòng)參比電極系統(tǒng)是利用振動(dòng)電極和鎖相放大器消除微區(qū)掃描中的噪聲干擾,提高測量精度. SVP系統(tǒng)具有高靈敏度,非破壞性,可進(jìn)行電化學(xué)活性測量的特點(diǎn).它可進(jìn)行線性或面掃描,研究局部腐蝕(如電蝕和應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生,發(fā)展等),表面涂層及緩蝕劑的評(píng)價(jià)等方面的研究,掃描振動(dòng)探針(SVP)是在液態(tài)腐蝕環(huán)境下,進(jìn)行腐蝕研究的有力工具,它能檢測小于5?A/cm2的原位腐蝕。
 
SKP工作原理
 
SKP100 掃描開爾文探針系統(tǒng)為表面科學(xué)測量提供了一個(gè)新的途徑，開爾文探針是一種無接觸，無破壞性的儀器，可以用于測量導(dǎo)電的、半導(dǎo)電的，或涂覆的材料與試樣探針之間的功函差。 這種技術(shù)是用一個(gè)振動(dòng)電容探針來工作的，通過調(diào)節(jié)一個(gè)外加的前級(jí)電壓可以測量出樣品表面和掃描探針的參比針尖之間的功函差。 功函和表面狀況有直接關(guān)系的理論的完善使SKP成為一種很有價(jià)值的儀器，它能在潮濕甚至氣態(tài)環(huán)境中進(jìn)行測量的能力使原先不可能的研究變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
左圖闡明了開爾文探針的工作原理，它所包含的三個(gè)能級(jí)圖描述了兩種間距一定的金屬，它們的功涵和費(fèi)米能級(jí)分別為（?1，E1）和（?2，E2）。個(gè)能級(jí)圖表示當(dāng)兩種金屬之間沒有電接觸時(shí)有不同的費(fèi)米能級(jí)。第二張圖表示當(dāng)電接觸發(fā)生時(shí)，電荷的流動(dòng)使費(fèi)米能級(jí)趨于相同，并使表面電位升高。這個(gè)電位差Vc是與功涵差有關(guān)的：-eVc=?1-?2  （1）其中e是電子電荷。一個(gè)圖表明外加一個(gè)前級(jí)電壓VB后，僅當(dāng)VB=-VC時(shí)，表面電荷趨于零，這時(shí)VB也正是兩種材料之間的功函差。
當(dāng)電容很小時(shí)，樣品電位VB 與探針和樣品之間的功函差相等。
我們從功函差可以利用下面的關(guān)系進(jìn)一步得到腐蝕電位（Ecorr），
Ecorr=常數(shù)+（?1-?2）   （2）， （?1-?2）是測量得到的探針和樣品之間的功函差。
利用傳統(tǒng)參比電極在電解液中測量得到的Ecorr可以對SKP100進(jìn)行校正以確定等式（2）中的常數(shù)項(xiàng)。當(dāng)一種樣品的常數(shù)值被確定后，Ecorr可以從開爾文探針的數(shù)據(jù)中直接計(jì)算出來。
 
應(yīng)用：
? 不銹鋼和鋁等材料的點(diǎn)蝕檢測、成長過程在線監(jiān)測等；
? 有機(jī)和金屬涂層缺陷和完整性研究；
? 金屬/有機(jī)涂層界面的腐蝕的機(jī)制與檢測；
? 有機(jī)涂層的剝離和脫落機(jī)制；
? 鈍化處理的不銹鋼焊接熱影響區(qū)的電位分布； 
? 干濕循環(huán)的碳鋼和不銹鋼的陰極區(qū)和陽極區(qū)的分布行為；
? 薄液層下氧還原反應(yīng)和金屬的腐蝕過程的特征；
? 模擬不同大氣環(huán)境的腐蝕電位在線監(jiān)測；
? 鋁合金等材料在大氣環(huán)境中局部腐蝕敏感性；
? 鋁合金的絲狀腐蝕(filiform corrosion)；
? 硅烷L-B膜修飾金屬表面的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性；
? 鋅-鐵偶合金屬界面區(qū)的電位分布特征；
? 磷化處理鋅表面的碳微粒污染檢測；
? 檢測微小金屬表面的應(yīng)力分布和應(yīng)力腐蝕開裂；
? 檢測金屬和半導(dǎo)體材料微小區(qū)域的表面清潔度，缺陷，損傷和均勻程度；
? 研究和評(píng)價(jià)氣相緩蝕劑性能；
? 電化學(xué)傳感器；


技術(shù)參數(shù)M370采用了納米分辨率、快速精確的閉環(huán)X、Y、Z移位系統(tǒng)，
以及靈活便捷的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)


微區(qū)掃描探針平臺(tái)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：
1. 掃描范圍(X、Y、Z)：70mm×70mm×70mm
2. 掃描驅(qū)動(dòng)分辨率：8nm
3. 位移偏碼：線性，零滯后
4. 位移：閉環(huán)定位
5. 線性位移編碼分辨率：100nm
6. 掃速：2mm/s
7. 測量分辨率：16位@100kHz
8. 計(jì)算機(jī)通訊方式：USB接口
9. 控制與分析軟件：Windows 32位MDI控制與分析軟件
10. 環(huán)境池：TriCellTM(選配件)
11. SECM電化學(xué)微池：µTriCellTM (選配件)