بخش 6.2

بخش مهمی از هر نوع آزمون نانو تریبولوژی بررسی تغییرات سطح است که در طول آزمون رخ داده است. گستره وسیعی از تجهیزات در این زمینه موجود می‌باشد.

بررسی هر دو سطح تماس مهم است (هم پروب و هم نمونه) زیرا ممکن است در هر دو تغییراتی ایجاد شود. غالباً بررسی سطوح قبل و بعد از یک آزمون مفید است تا بتوان مشخص نمود که تغییراتی رخ داده است یا نه و اینکه آیا لایه‌های نازک انتقالی یا آلاینده‌ها وجود دارند.

1- Significant time-dependent behaviour
2- Glass Transition Temperature

استفاده از میکروسکوپ‌های نوری برای بررسی شکل کلی آسیب مفید است، اما کاربرد آن‌ها به‌علت حد تفکیک‌پذیری نوری محدود است.

میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM مکرراً مورد استفاده قرار می‌گیرد و با تفکیک‌پذیری کمتر از۱ nm یا تفکیک‌پذیری بهتر، از دستگاه‌های نشرمیدانی برای اکثر مقاصد مرتبط با آزمون‌های نانوتریبولوژی دارای تفکیک پذیری کافی است (به شکل۳ مراجعه شود). تصاویر SEM را هم چنین می‌توان با طیف سنجی پرتو X با پراکندگی انرژی (EDS)¹ مشاهده کرد که می‌تواند تجزیه و تحلیل شیمیایی عنصری با تفکیک پذیری تا حدود۰/۲ μm و یا با روش پراش الکترون برگشتی (EBSD)² ترکیب نمود که می‌تواند تجزیه و تحلیل پراش را ارائه دهد (اطلاعاتی در مورد ساختار بلوری و تغییر شکل).

میکروسکوپی الکترون عبوری (TEM)³ نیازمند آماده‌سازی نمونه‌های شفاف نسبت به عبور الکترون‌هاست، با این وجود اگر این شرایط فراهم شود، TEM اطلاعات بی‌نظیری را در مورد ساختار ماده با تفکیک‌پذیری نزدیک به ابعاد اتمی ارائه می‌دهد. بررسی تغییرات ساختار نمونه‌ها در زیر سطح حوزه تماس اهمیت ویژه‌ای دارد.

هم‌چنین غالباً AFM به منظور بررسی ناهمواری آسیب ایجاد شده به‌وسیله آزمون‌های نانوتریبولوژی کاربرد دارد و دارای تفکیک پذیری تا حدود مقیاس‌های اتمی است.

همچنین از سایر روش‌های تجزیه و تحلیل می‌توان استفاده کرد که شامل طیف سنجی جرمی یون ثانویه (SIMS)⁴ و یا اوژر⁵ و طیف نگاری فوتوالکترون پرتو X (XPS)⁶ است که اطلاعات جزئی در مورد ساختار شیمیایی با میزان تفکیک پذیری در عمق چند نانومتری را ارائه می‌دهد.

1- Energy dispersive spectrometry
2- Electron back-scattered diffraction
3- Transmission electron microscopy
4- Secondary ion mass spectrometry
5- Auger
6- X-ray photoelectron spectroscopy

2μm
EHT = 20.00 kV
WD = 3 mm
Signal A = InLens
Photo No. = 1368
Date: 2[ناخوانا] Oct 2006
Time:10:36:19
ZEISS

شکل۳– خراش ایجاد شده به‌وسیله آزمون میکروتریبولوژی روی یک پوشش۳ μm که روی زیرپایه فولادی پوشش داده شده است. خراش با۵۰ بار عبور یک وسیله ایجاد تورفتگی الماس به شعاع۱ μm و تحت بار۵۰ mN خراش ایجاد شده است.