本书从AFAM的力学基础－接触力学出发，阐述了AFAM的原理和基础、准确度和灵敏度、粘弹性成像，以及AFAM的广泛应用。此外，还对正在兴起的多频原子力显微术进行了介绍。本书的内容安排如下：靠前章绪论简要介绍当前主要的纳米力学测试方法，以及AFAM的发展历史和研究现状。第二章首先对接触力学的基本理论进行介绍，随后介绍纳米压痕技术的测试原理和应用。第三章详细介绍原子力显微镜的基本原理和应用模式。第四章详细介绍AFAM的基本理论，定量化原理及两种基本成像模式。第五章给出了AFAM在测试和成像过程中涉及到的准确度和灵敏度问题，是对AFAM的深入研究。第六章介绍基于AFAM的材料粘弹性力学性能测试方法的原理及应用。第七章介绍AFAM在纳米科学技术各个领域的应用，主要涉及复合材料、智能材料和生物材料的微结构和微区弹性性质。第八章将介绍目前正在兴起的另一种纳米测试技术-多频原子力显微成像技术。

前言
章绪论
1.1微纳米力学测试的意义和必要性
1.2微纳米力学测试方法的现状和发展趋势
1.3本书的主要内容和安排
参考文献
第2章接触力学与纳米压痕方法
2.1引言
2.2接触力学
2.2.1赫兹接触
2.2.2赫兹接触的基本公式
2.2.3圆锥形压针与弹性半空间的接触力学分析
2.2.4弹塑性接触
2.3纳米压痕测试原理及实验方法
2.3.1准静态纳米压痕测试
2.3.2动态纳米压痕测试
2.3.3影响纳米压痕测试的常见因素
2.4纳米压痕应用简介
2.4.1薄膜系统力学性能的测试
2.4.2纳米压痕对材料界面的表征
2.5本章小结
参考文献
第3章原子力显微镜及力一距离曲线测试方法
3.1引言
3.2AFM基本原理
3.2.1AFM基本原理及组成
3.2.2AFM探针
3.2.3位敏检测器
3.3AFM工作模式
3.3.1接触模式
3.3.2轻敲模式
3.3.3非接触模式
3.3.4轻敲抬起模式
3.3.5轻敲模式下的相位成像技术
3.3.6AFM在液相环境下的使用
3.3.7环境控制AFM成像
3.4AFM样品制备以及成像过程中的一些常见问题和解决方案
3.4.1AFM测试样品制备
3.4.2AFM成像常见问题及解决方案
3.5基于AFM的力一距离曲线测试方法
3.5.1概述
3.5.2微悬臂的弹性常数和共振频率的校准
3.5.3针尖样品之间常见的作用力
3.6力距离曲线在低维纳米材料力学和细胞力学领域的应用
3.6.1力距离曲线用于低维纳米材料力学性能测试
3.6.2力一距离曲线用于细胞的纳米力学性能测试
3.7本章小结
参考文献
第4章扫描探针声学显微术原理及实验实现
4.1引言
4.2扫描探针声学显微术定量化纳米力学测试基础
4.2.1探针微悬臂的弯曲自由振动分析
4.2.2悬臂梁模型与弹簧质量模型的等效
4.2.3针尖与样品表面接触时悬臂梁的弯曲振动分析
4.2.4针尖与样品之间的法向接触力学分析
4.2.5弹性模量定量化测量的参考方法
4.2.6扭转振动模式下测量剪切模量、泊松比及摩擦力
4.3扫描探针声学显微术测试系统实验实现
4.3.1概述
4.3.2测试系统组成
4.4扫描探针声学显微术的两种成像模式
4.5液相模式下的扫描探针声学显微术
4.6本章小结
参考文献
第5章AFAM测试方法的准确度和灵敏度
5.1引言
5.2AFAM准确度研究
5.21AFAM与其他微纳米力学测试技术的比较
5.2.2描述悬臂梁动力学特性的模型分析
5.2.3针尖样品接触力学行为和针尖磨损
5.2.4AFAM测量过程中的非线性效应
5.2.5影响定量化测试的其他因素
5.3AFAM灵敏度研究
5.3.1微悬臂各阶模态的灵敏度分析
5.3.2通过附加集中质量提高测试灵敏度
5.3.3激光点位置设定对微悬臂响应检测的影响
5.4本章小结
参考文献
第6章基于AFAM的黏弹性力学性能测试
6.1引言
6.2黏弹性力学基础
6.2.1麦克斯韦模型
6.2.2开尔文模型
6.2.3标准线性固体模型
6.2.4复模量
6.3基于AFAM的黏弹性力学性能测试理论基础
6.3.1针尖样品存在黏弹性作用时探针的动力学分析
6.3.2针尖样品接触力学分析
6.3.3简谐激励下探针的动力学响应
6.4AFAM用于材料黏弹性力学性能测试及成像
6.5本章小结
参考文献
第7章扫描探针声学显微术在材料测试方面的应用
7.1引言
7.2纤维增强复合材料领域的应用
7.3智能材料领域的应用
7.4生物材料领域的应用
7.5薄膜及纳米材料领域的应用
7.6本章小结
参考文献
第8章原子力显微镜多频成像技术
8.1引言
8.2动态(轻敲)模式原子力显微镜
8.3动态模式下针尖样品之间力距离曲线的重构
8.4针尖样品间能量损耗测量
8.5多频成像技术成像模式及其应用
8.5.1双模态或多模态动态成像
8.5.2弯曲振动高次谐波成像
8.5.3频带激励
8.5.4扭转高次谐波成像
8.5.5扫描近场声全息
8.6本章小结
参考文献
索引
彩图