本文關(guān)鍵詞：現(xiàn)代掃描電鏡的發(fā)展及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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延伸：掃描電鏡技術(shù)及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用
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綜述與評(píng)論

5　掃描電鏡在材料研究中的應(yīng)用

掃描電鏡結(jié)合上述各種附件,其應(yīng)用范圍很廣,包括斷裂失效分析、產(chǎn)品缺陷原因分析、鍍層結(jié)構(gòu)和厚度分析、涂料層次與厚度分析、材料表面磨損和腐蝕分析、耐火材料的結(jié)構(gòu)與蝕損分析等等,結(jié)合鋼鐵材料的研究粗略列舉如下。

(1)機(jī)械零部件失效分析,可根據(jù)斷口學(xué)原理判斷斷裂性質(zhì)(如塑性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂應(yīng)力腐蝕斷裂、氫脆斷裂等),,(2),如連鑄坯裂紋、氣泡、;板坯過(guò)燒導(dǎo)致的晶界氧化;軋制過(guò)程造成的機(jī)械劃傷、折疊、氧化鐵皮壓入;過(guò)酸洗導(dǎo)致的蝕坑;涂層剝落及其它缺陷等等。由于掃描電鏡的分辨率和景深比電子探針的高,因而,可從新鮮斷口上獲得更為全面的信息,如晶界碳化物、中心疏松等。

(3)利用高溫樣品臺(tái),可以觀察材料在加熱過(guò)程中組織轉(zhuǎn)變的過(guò)程,研究不同材料在熱狀態(tài)下轉(zhuǎn)變的差異。在材料工藝性能研究方面,可以直接觀察組織形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化,彌補(bǔ)了以前只能通過(guò)間接觀察方法的不足。例如,耐火材料和鐵氧體的燒結(jié)溫度都在1000℃以上,實(shí)驗(yàn)中可以觀察材料的原位變化,待冷卻下來(lái)后,結(jié)合能譜儀和EBSD,進(jìn)而可以分析變化后的物相。

(4)利用拉伸樣品臺(tái),可預(yù)先制造人工裂紋,研究在有預(yù)裂紋情況下材料對(duì)裂紋大小的敏感性以及裂紋的擴(kuò)展速度,有益于材料斷裂韌性的研究。例如,鋼簾線因其在后續(xù)加工過(guò)程中要拉拔到0.2mm左右的直徑,對(duì)夾雜物非常敏感,因此,其煉鋼過(guò)程對(duì)夾雜物的控制要求特別嚴(yán)格。采用本儀器,可預(yù)先制作一個(gè)有夾雜物的鋼簾線試樣,在拉伸過(guò)程中觀察夾雜物附近鋼基的變化,直至開(kāi)裂,然后對(duì)照鋼簾線實(shí)物斷口,討論夾雜物類

型、形態(tài)、尺寸、分布對(duì)斷裂的影響。另外,還可研究線材形變跟夾雜物類型和尺寸的關(guān)系,也可研究夾雜物對(duì)其它材料形變行為的影響。還可將試樣經(jīng)過(guò)不同介質(zhì)的腐蝕,然后裝入拉伸樣品臺(tái)做拉伸實(shí)驗(yàn),研究腐蝕條件對(duì)材料力學(xué)性能的影響。

(5)利用EBSD裝置,對(duì)汽車板等小晶粒的織構(gòu)產(chǎn)品,可在軋制并退火之后,的比例,。又,因其,ED得到各種取向,并可進(jìn)行統(tǒng)計(jì),這對(duì)焊接材料、研究的層次。再如,管線鋼在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)選擇性腐蝕,采用形貌觀察,結(jié)合能譜儀成分分析,可以了解優(yōu)先腐蝕的因素(如夾雜物類型、材料缺陷等);用EBSD分析,可以了解晶粒取向和組織結(jié)構(gòu)跟腐蝕之間的關(guān)系。

6　結(jié)　語(yǔ)

新一代環(huán)境掃描電鏡與能譜儀和EBSD配合,可在得到較好的試樣形貌像的前提下同時(shí)得到成分信息和晶體學(xué)的信息。最近幾年實(shí)現(xiàn)了拉伸臺(tái)與計(jì)算機(jī)的完美結(jié)合,有比較完善的材料動(dòng)態(tài)拉伸掃描電鏡,研究才有可能開(kāi)展得更為深入。環(huán)境掃描電鏡真空系統(tǒng)和探測(cè)器等相關(guān)技術(shù)的成熟使得高溫樣品臺(tái)的應(yīng)用更安全可靠�？梢灶A(yù)期,高溫樣品臺(tái)、動(dòng)態(tài)拉伸臺(tái)、能譜儀、EBSD和環(huán)境掃描電鏡組合,必將在鋼鐵材料工藝研究和品種開(kāi)發(fā)等方面發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]　陳世樸.金屬電子顯微分析[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,

1992.

[2]　談?dòng)?材料研究方法[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.5.

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　　　　40WISCOTECHNOLOGY2005,43(6)

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