原子力顯微鏡可以檢測很多樣品,提供表面研究和生產(chǎn)控制或流程發(fā)展的數(shù)據(jù),這些都是常規(guī)掃描型表面粗糙度儀及電子顯微鏡所不能提供的。afm原子力顯微鏡是利用檢測樣品表面與細(xì)微的探針**之間的相互作用力(原子力)測出表面的形貌。探針**在小的軔性的懸臂上,當(dāng)探針接觸到樣品表面時,產(chǎn)生的相互作用,以懸臂偏轉(zhuǎn)形式檢測。樣品表面與探針之間的距離小于3-4nm,以及在它們之間檢測到的作用力,小于10-8N。激光二極管的光線聚焦在懸臂的背面上。當(dāng)懸臂在力的作用下彎曲時,反射光產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),使用位敏光電檢測器偏轉(zhuǎn)角。然后通過計算機(jī)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,從而得到樣品表面的三維圖象。完整的懸臂探針,置放于在受壓電掃描器控制的樣品表面,在三個方向上以精度水平0.1nm或更小的步寬進(jìn)行掃描。一般,當(dāng)在樣品表面詳細(xì)掃繪時,懸臂的位移反饋控制的Z軸作用下保存固定不變。以對掃描反應(yīng)是反饋的Z軸值被輸入計算機(jī)處理,得出樣品表面的觀察圖象。
在礦物加工領(lǐng)域,不僅可以利用原子力顯微鏡對礦物表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,分析其表面性能,研究礦物在空氣中或液體中的表面性質(zhì)、而且可以研究樣品表面間的范德華引力、雙電層靜電斥力、水化力及疏水力等,測量礦物表面與氣泡以及吸附藥劑的礦物表面之間的相互作用力。因此,afm原子力顯微鏡在礦物加工領(lǐng)域上具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來,國內(nèi)外許多學(xué)者開始將原子力顯微鏡技術(shù)應(yīng)用于礦物加工領(lǐng)域,為礦業(yè)的深入發(fā)展起到了積極的推動作用。
由于礦物表面結(jié)構(gòu)和微形貌直接影響著礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)。因此,了解礦物表面結(jié)構(gòu)和微形貌有利于分析礦物加工過程中的行為,如礦物在溶液中的界面化學(xué)性質(zhì)行為,礦物表面與藥劑作用機(jī)理(潤濕性、電性和吸附性)等。
在礦物加工領(lǐng)域中,觀測礦物表面結(jié)構(gòu)和微形貌,以及測定礦物表面間作用力,原子力顯微鏡相對于其他顯微鏡來說,具有較大的優(yōu)勢,其不受環(huán)境影響,能夠在真空、空氣、水及液體的環(huán)境下觀測。利用afm原子力顯微鏡觀測礦物表面形貌,有可能在從未有過的微觀水平上解釋礦物表面鮮為人知的現(xiàn)象等等。