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石英晶體微天平的主要構造

更新時間:2023-06-30 點擊次數(shù):4392
  QCM主要由石英晶體傳感器、信號檢測和數(shù)據(jù)處理等部分組成。石英晶體傳感器的基本構成大致是:從一塊石英晶體上沿著與石英晶體主光軸成35°15'切割(AT—CUT)得到石英晶體振蕩片,在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極,石英晶體夾在兩片電極中間形成三明治結構。在每個電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器,其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。  
  石英晶體微天平的其他組成結構在不同型號和規(guī)格的儀器中也不盡相同,可根據(jù)測量需要選用或聯(lián)用。一般附屬結構還包括振蕩線路、頻率計數(shù)器、計算機系統(tǒng)等;電化學石英晶體微天平在此基礎上還包括恒電位儀、電化學池、輔助電極、參比電極等;另外經(jīng)常加裝一些輔助輸出設備,例如顯示器、打印機等
  QCM-D技術的核心是石英晶體傳感器,它由石英晶體夾在兩片電極中間形成三明治結構。在電極兩端加入一個交流電壓,在傳感器的共振頻率處引發(fā)一個小的剪切振動,當交流電壓關閉后,振動呈指數(shù)衰減,這個衰減被記錄下來,得到共振頻率(f)和耗散因子(D)兩個參數(shù)。
  對于薄層硬質薄膜,可以使用Sauerbrey關系和公式,根據(jù)傳感器振動計算吸附層的質量。當沉積的薄膜松散和粘性時,能量通過薄膜上的摩擦被消耗,傳感器的振動發(fā)生衰減,耗散因子提供了傳感器上吸附的薄膜的結構信息。通過使用多個頻率和耗散因子數(shù)據(jù),使用粘彈性模型而非Sauerbrey關系,可以計算得到質量、厚度、粘度和彈性。
技術參數(shù)
  傳感器和樣品處理系統(tǒng)的技術參數(shù)如下:
1、傳感器晶體:5MHz,直徑14mm,拋光,金電極
2、傳感器數(shù)量:4個,也可使用1、2或3個
3、傳感器上方體積:40ul,采用5MHz晶體,Q-Sense流動模塊
4、小樣品體積:200ul
5、工作溫度:15-65°C(可選項:4-150°C),由軟件控制;控溫精度為:0.02°C
6、流動速率:0-1ml/min
7、清潔處理:所有與液體接觸元件均可拆卸,并可在超聲波浴中清洗

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