石英晶體微天平的主要構(gòu)造
更新時(shí)間：2023-06-30 點(diǎn)擊次數(shù)：4891
QCM主要由石英晶體傳感器、信號(hào)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理等部分組成。石英晶體傳感器的基本構(gòu)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(gè)對(duì)應(yīng)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(jié)構(gòu)。在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)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(jié)構(gòu)在不同型號(hào)和規(guī)格的儀器中也不盡相同，可根據(jù)測(cè)量需要選用或聯(lián)用。一般附屬結(jié)構(gòu)還包括振蕩線路、頻率計(jì)數(shù)器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等；電化學(xué)石英晶體微天平在此基礎(chǔ)上還包括恒電位儀、電化學(xué)池、輔助電極、參比電極等；另外經(jīng)常加裝一些輔助輸出設(shè)備，例如顯示器、打印機(jī)等
QCM-D技術(shù)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(jié)構(gòu)。在電極兩端加入一個(gè)交流電壓，在傳感器的共振頻率處引發(fā)一個(gè)小的剪切振動(dòng)，當(dāng)交流電壓關(guān)閉后，振動(dòng)呈指數(shù)衰減，這個(gè)衰減被記錄下來(lái)，得到共振頻率(f)和耗散因子(D)兩個(gè)參數(shù)。
對(duì)于薄層硬質(zhì)薄膜，可以使用Sauerbrey關(guān)系和公式，根據(jù)傳感器振動(dòng)計(jì)算吸附層的質(zhì)量。當(dāng)沉積的薄膜松散和粘性時(shí)，能量通過(guò)薄膜上的摩擦被消耗，傳感器的振動(dòng)發(fā)生衰減，耗散因子提供了傳感器上吸附的薄膜的結(jié)構(gòu)信息。通過(guò)使用多個(gè)頻率和耗散因子數(shù)據(jù)，使用粘彈性模型而非Sauerbrey關(guān)系，可以計(jì)算得到質(zhì)量、厚度、粘度和彈性。技術(shù)參數(shù)
傳感器和樣品處理系統(tǒng)的技術(shù)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(gè)，也可使用1、2或3個(gè)
3、傳感器上方體積：40ul，采用5MHz晶體，Q-Sense流動(dòng)模塊
4、小樣品體積：200ul
5、工作溫度：15-65°C(可選項(xiàng):4-150°C)，由軟件控制；控溫精度為：0.02°C
6、流動(dòng)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
