[align=center]——锂离子电池负极材料的改性[b] [/b][/align][b]序 言[/b]通常商用的锂离子电池都选用碳来做负极材料。但是碳材料作为锂离子电池负极材料,脱锂嵌锂电位比较低,容易引起金属锂的析出,且碳材料热稳定性较差,很容易发生安全事故,大大降低了锂离子电池的安全性能。氧化钛由于其良好的循环稳定性及较安全的充放电电压(1.5V),丰富的储量以及无毒、对环境无污染等特性,是一种最有潜力替代碳材料的负极电池活性材料。[align=center] [/align][align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/e04c2a76-f958-44f3-b141-bd35bc5a5643.jpg[/img][/align][align=center]金红石型氧化钛脱锂嵌锂模型图[/align] 如上图,在很多金红石氧化钛脱锂嵌锂机理的研究中都提到了锂离子在金红石晶体内的扩散只有沿着方向(上图蓝色区域)才能进行。而锂离子在(110)晶面上(上图红色区域)只是以界面吸附的情况进行储锂的,这种在(110)晶面上的储锂只在表面浅层的钛氧八面体上发生,而晶体体相内部是不具备嵌锂脱锂活性的,这也意味着微米级的金红石型氧化钛在作为锂离子电池负极材料时具有很低的电池比容量,如何通过暴露更多的(001)面来提高金红石的比容量是研发氧化钛基负极电极材料首先要解决的问题。1. 金红石型纳米材料的生长机理[align=center] [img]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/b9b35cac-9ad3-4c02-ae92-ebe9f7a1b6bf.jpg[/img][/align][align=center][/align][align=center]金红石纳米颗粒生长机理图[/align]如上图所示,由于金红石型晶体{110}晶面的表面能远远低于{001}晶面的表面能,因此金红石纳米晶体在沿不同晶向上的生长速度大不相同,且生长过程中为了保持晶体结构的稳定,会选择性的暴露更多的表面能更低的{110}系晶面。根据这个原理只要我们在【Step1】步骤中加入合适的晶面生长抑制剂,降低晶体沿{001}晶面方向的生长速度,则可以暴露出更多的金红石{001}晶面,同时也增加了纳米晶体的孔隙率,为锂离子电池的脱离嵌锂提供更多的活性位点。2. 不同生长速度的纳米晶体的微观结构表征[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/efad5c72-96a7-45e3-b626-c491f46cf232.jpg[/img][/align][align=center]不同晶向上晶体生长速度快但不均匀(a)、速度慢(b)、快且均匀(c)的形貌及比表面积图[/align][align=center] [/align]由上图【C】可以看到,当选择合适的工艺及条件时,可以合成出暴露{001}晶面族更多的纳米颗粒,且相对于另外两种颗粒来说,它有更高的比表面积。3. 锂电性能测试评价[align=center][img=,600,435]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/12b410e5-b889-4030-a6fd-710be53650ac.jpg[/img][/align][align=center]不同晶向上晶体生长速度快但不均匀(a)、速度慢(b)、快且均匀(c)的电池性能测试[/align][align=center] [/align]如上图所示,同样一种材料通过形貌调控后,锂电池的比容量由90-100mAh/g升高到了220mAh/g,比容量提升了一倍还多。由此可见通过不同的材料合成工艺可以合成出性能千差万别的材料出来。[b]后记[/b]随着纳米技术越来越贴近人们的日常生活,显微形貌分析不再仅仅局限于对微观材料形貌的观察与模仿,在对材料的改性及生产过程管控中也起到了越来越重要的作用。为新材料、新产品的研发提供了强有力的技术支持。
金相显微镜可以用于观察金属和合金的微观结构,包括晶粒大小、相的分布和形貌等信息。这有助于人们了解材料的性能和质量。
【微观看世界】+ 锰酸锂的形貌观察锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂,尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料,至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注,它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一,相比钴酸锂等传统正极材料,锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点,是理想的动力电池正极材料,但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂,其中尖晶石型锰酸锂结构稳定,易于实现工业化生产,如今市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方晶系,Fd3m空间群,理论比容量为148mAh/g,由于具有三维隧道结构,锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌,不会引起结构的塌陷,因而具有优异的倍率性能和稳定性。下面就来关注下他的微观形貌吧。测试仪器:SEM+EDS仪器型号:JEOL JSM-6460LV测试标准:JY/T 010-1996测试条件:见图片标识测试结果:见图片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513048_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513049_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513050_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061537_513051_2042772_3.jpg
【微观看世界】+ 石墨的形貌观察 电池专用石墨主要用于低汞无汞碱性电池正极材料,提高电池的电流,电压,延长放电时间.特别是电池专用石墨用量少,与国内同类产品相比,可降低用量32.5%,增加了锰粉的用量,有效地延长了电池的放电时间.特别是无汞碱性电池专用膨胀石墨粉在50-80目状态下,经过膨胀粉碎分级处理,可使电池正极中的导电物质含量下降,活性物质含量增加,减小电池欧姆内阻,增加电池容量.下面就来关注下他的微观形貌吧。测试仪器:SEM+EDS仪器型号:JEOL JSM-6460LV测试标准:JY/T 010-1996测试条件:见图片标识测试结果:见图片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513034_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513035_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513036_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061448_513037_2042772_3.jpg
【微观看世界】+ 三元材料的形貌观察 三元材料,为单分散球形颗粒,流动性好,容易提高电池体积比容量,与其他物料混合性好,加工性能出色,利于提高极片质量,颗粒大,安全性高,放电平台稳,容量高,同时价格低廉,是钴酸锂的极佳替代产品。下面就来观察一下他的微观形貌吧。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061507_513046_2042772_3.jpg测试仪器:SEM+EDS仪器型号:JEOL JSM-6460LV测试标准:JY/T 010-1996测试条件:见图片标识测试结果:见图片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513038_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513039_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513040_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409061450_513041_2042772_3.jpg
序言冬季以来,环境问题—“雾霾”成为人们关注的焦点。网上关于“雾霾”以及“防雾霾”口罩的报道层出不穷。OPTON作为实验室系统解决方案服务商,以自己的显微视角对“雾霾”问题进行了分析和研究,同时,OPTON希望能通过显微分析技术来拓展大家对生活中微观世界的认识。 本期主题是走进“雾霾之盾—口罩”的微观视界。通过电子显微镜对“平时生活中市场上用的最多最有效的几款防PM2.5口罩进行观察分析,带大家一起去领略电镜下的防雾霾口罩。一、口罩宏观拆解http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702210949_01_3001042_3.jpg左:EPC 活性炭口罩 KN95;右上:霍尼韦尔H950V;右下:绿盾M95以上三种口罩皆为颗粒物过滤效率高于95%的口罩,EPC与其它两款口罩不同的地方在于口罩内部加了活性炭层。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702210949_02_3001042_3.jpg 左:霍尼韦尔H950V;中:绿盾M95;右:EPC 活性炭口罩 KN95; 将口罩截面剪开可以发现,除了霍尼韦尔、绿盾【无纺布-静电滤棉-无纺布】这种经典的口罩结构外,EPC还额外多出了【活性炭层】及【加厚静电滤棉】层。二、口罩微观视界1. 无纺布http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702210949_03_3001042_3.jpg三种品牌最外层无纺布扫描电镜形貌(左边为低倍、右边为高倍) 防PM2.5口罩的无纺布均采用热轧加固的方式进行成型的,因此从左边三幅图可以发现凡是无纺布上都会有类似压扁的致密“扁坑”。其中由于无纺布制造工艺不同:在形貌上霍尼韦尔的无纺布最致密、“扁坑”最深,绿盾的无纺布最疏松、“扁坑”最大而平;EPC介于两者之间。2. 静电滤棉http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702210949_04_3001042_3.jpg三种品牌静电滤棉扫描电镜形貌(左边为低倍、右边为高倍) 静电滤棉也为无纺布中的一种,在无纺布生产后经过静电处理会带有静电。这种静电力会对从其内通过的气体中的微粒物进行吸附,是防PM2.5口罩中,是吸附PM2.5颗粒物的主要战斗力。从图中右侧高倍图片可以看出:EPC的静电滤棉最致密,但是形貌不均一,有带状显微及球状纤维颗粒存在;绿盾的静电滤棉纤维形貌最均一,且滤棉也比较致密;霍尼韦尔介于两者之间。3. 活性炭层+加厚静电滤棉http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702210949_05_3001042_3.jpgEPC活性炭口罩比其它两款多出的两层(右上:活性碳层;右下:加厚静电滤棉层) 三种品牌的口罩在各层性能相差不大的情况下,EPC多出的两层过滤层会有更多的功能:活性炭层不但可以吸附颗粒物,同时对空气中的气体也会起到一定的收集作用,从图中右上部分可以看出在活性碳层上,纤维上有大量的活性炭存在。加厚的静电滤棉层与之前的静电滤棉层形貌有很大的差别,对漏过的少量颗粒物进行再一次吸附,起到进一步的颗粒物过滤功能。三、后记通过显微分析可以观察到我们平时肉眼不可见的形貌细节,对实际生产与生活中的工艺控制及性能形貌学分析有很重要的意义,是反向工程中重要的技术手段之一。除了EPC这款N95口罩外,市面上也有很多其它品牌的带有活性炭层的PM2.5口罩,基本都是五层结构,最明显的区别就是含有活性炭层的口罩外观都为浅灰色,价格会比同过滤级别的口罩稍高一些。目前口罩品牌及型号很多,笔者仅选择网上用户采购最多的几款来进行实验,向大家介绍显微分析的魅力之处,具体如何评判各种款式口罩的优劣目前还没有比较行之有效的方法,希望后期能与大家进行进一步交流。
钢的氢脆1 定义:金属内部在氢的作用下致使材料在低于其屈服强度持续应力作用下而失效的现象称作氢脆2 目的:介绍钢中常见氢脆断口的宏观和微观形貌,不做过多分析。3 氢脆的分类:以材料在服役前是否存在氢损伤分为第一类氢脆和第二类氢脆。4 第一类氢脆:材料在服役前由于氢损伤已经存在微裂纹。属于不可逆氢脆,分为两种情况4.1 氢腐蚀:氢与钢中的碳发生反应生成CH4气体。当钢的组织有网状碳化物时,晶界被腐蚀形成晶间裂纹。图1欲知详情,请下载文档
今天笔者带领大家来一起探索优质大米(吃起来劲道的新米)和劣质大米(口感较差的陈米)在显微结构上有什么不一样。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201702/uepic/c6d3363f-8511-415e-bbaf-a7ad6ffc16c6.jpg[/img][/align][b]二、序 言[/b]金属的强度、韧性、脆性与它的微观组织结构有很大的联系:韧性强的金属材料会发生韧性断裂,在断口的断面会观察到有典型“韧窝”特征的韧性断裂区;脆性大的金属会发生脆性断裂,在断口的断面会观察到有典型“台阶”特征的解理断裂区。这些不同的断口形貌是由微小的热处理工艺或材料成分的微小差别所引起的,不同的微观组织形貌代表了不同的金属材料生产工艺。那么我们猜想:是否可以通过显微形貌分析来判断生长周期不一样、或者营养成分/化学物质不一样的农作物呢?[b]三、大米断面显微形貌分析,大米淀粉形貌及淀粉复粒形貌[/b]本期选择同种大米的两个不同时期(新米10元/斤、存放半年的陈米6元/斤)的样本进行微观形貌的拍摄,来研究放置时间长的大米除了靠气味和口感上的差异来区分外,是否可以通过材料显微分析的手段来进行辨别。1. 大米断口分析[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201702/uepic/e8e499bc-32b2-4660-829b-92c695d32232.jpg[/img][/align][align=center]大米断口显微形貌图[/align] 如上图A所示,我们把大米粒掰断后可以看到大米粒断口是有形貌特征的。放大到100倍下如图B我们可以看到有类似金属沿晶断口及窝韧形貌特征的存在。图C是窝韧特征的细节放大图,可以发现是由10μm左右的一粒粒大米淀粉微粒组成的、断口高低起伏且小一点的淀粉微粒棱角分明。图D是大米内部淀粉复粒组成的,大米复粒表面比较光滑,复粒淀粉之间的交界面都很平滑,且复粒内不光有淀粉微粒,微粒之间还会有蛋白质存在(表面黑色条纹部位)。 从上图我们可以看出大米颗粒是由一粒粒淀粉微粒所组成的复粒淀粉粒所组成,当断裂部位是沿复粒淀粉截面扩展时,断口呈现平滑的沿晶裂纹特征;当断裂部位穿过复粒淀粉而扩展时,断口呈现穿晶断裂。[b] 不同大米由于生长周期及成分都有差别,导致了淀粉微粒、淀粉复粒的形貌及它们之间的结合力各不相同,因此不同大米的断口形貌也完全不一样。[/b]2. 复粒淀粉沿晶/穿晶断口形貌分析[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201702/uepic/fad7b762-e709-4534-93e8-4709c72ba61c.jpg[/img][/align][align=center]复粒淀粉穿晶断裂(左)和沿晶断裂(右)形貌差异对比[/align][align=center] [/align]上图左是复粒淀粉断裂时的断口形貌,可以发现中间的淀粉微粒周围暗色的部分是大米内部的蛋白质,一个个淀粉微粒是由蛋白质连接起来的,其中画红圈的部分是大米内部的脂质颗粒,该颗粒在新大米断口处几乎没有,而在陈旧大米内部有很多,推测该脂质的析出导致了连接淀粉微粒的蛋白质发生了变化,导致大米复粒内部黏合力发生改变。上图右是大米淀粉复粒表明断口图,可以看出断口处非常平滑,正常情况下淀粉复粒间的结合能是远低于淀粉粒间内部结合能的,所以断裂一般都发生在淀粉复粒平滑处。3. 新米与陈米断口微观形貌结构对比[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201702/uepic/90277f42-65c6-48e8-97a9-58e8810c6ce2.jpg[/img][/align][align=center]陈米(左)与新米(右)断口显微形貌差别[/align][align=center] [/align]在显微镜下我们可以看到陈米断口(上图左)相较于新米断口(上图右)呈现更多的“窝韧”形貌特征,断裂面穿过了大米复粒淀粉。而新米大部分断口为“沿晶”解理,断裂面沿淀粉复粒扩展。拍摄结果表明正常新米内部的结合是复粒淀粉内部大于复粒淀粉边界的。随着大米放置时间的增长,米粒内部的化学物质发生了变化,导致复粒淀粉内部的微粒间键合减弱结合力变差,断裂裂纹面主要由从复粒淀粉边界扩展变为从复粒淀粉穿过后断裂。[b]四、后 记[/b]“天空没有翅膀的痕迹,但是鸟儿却飞过”。不同于鸟儿在天空飞过没留下痕迹,任何材料的生产和合成所经过的工艺都会在材料内部留下显微痕迹,通过显微技术来辨别材料的显微形貌/结构的特征,可以轻易的判断出材料的生产工艺及历程。例如现阶段人们已经开始利用显微镜来鉴别区分不同植物、动物的品种,从而为原材料把控、溯源、生产过程质控提供了重要指导依据。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201702/uepic/d922e167-43b6-4cd9-a896-3f2bf372e804.jpg[/img][/align]
一、前期回顾上期我们发现纸币防伪条之所以呈现不同色彩和形貌是因为特殊的微观结构所导致(详细情形见第三期文章),材料的微观结构对宏观的光学性能巨大的改变。由于大部分读者在上期投票中选择【B选项:1元/斤的大米和10元/斤的大米在显微镜下有何区别。】那么今天笔者带领大家来一起探索优质大米(吃起来劲道的新米)和劣质大米(口感较差的陈米)在显微结构上有什么不一样。二、序 言金属的强度、韧性、脆性与它的微观组织结构有很大的联系:韧性强的金属材料会发生韧性断裂,在断口的断面会观察到有典型“韧窝”特征的韧性断裂区;脆性大的金属会发生脆性断裂,在断口的断面会观察到有典型“台阶”特征的解理断裂区。这些不同的断口形貌是由微小的热处理工艺或材料成分的微小差别所引起的,不同的微观组织形貌代表了不同的金属材料生产工艺。那么我们猜想:是否可以通过显微形貌分析来判断生长周期不一样、或者营养成分/化学物质不一样的农作物呢?三、大米断面显微形貌分析,大米淀粉形貌及淀粉复粒形貌本期选择同种大米的两个不同时期(新米10元/斤、存放半年的陈米6元/斤)的样本进行微观形貌的拍摄,来研究放置时间长的大米除了靠气味和口感上的差异来区分外,是否可以通过材料显微分析的手段来进行辨别。01大米断口分析http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702241444_02_3001042_3.jpg 大米断口显微形貌图如上图A所示,我们把大米粒掰断后可以看到大米粒断口是有形貌特征的。放大到100倍下如图B我们可以看到有类似金属沿晶断口及窝韧形貌特征的存在。图C是窝韧特征的细节放大图,可以发现是由10μm左右的一粒粒大米淀粉微粒组成的、断口高低起伏且小一点的淀粉微粒棱角分明。图D是大米内部淀粉复粒组成的,大米复粒表面比较光滑,复粒淀粉之间的交界面都很平滑,且复粒内不光有淀粉微粒,微粒之间还会有蛋白质存在(表面黑色条纹部位)。从上图我们可以看出大米颗粒是由一粒粒淀粉微粒所组成的复粒淀粉粒所组成,当断裂部位是沿复粒淀粉截面扩展时,断口呈现平滑的沿晶裂纹特征;当断裂部位穿过复粒淀粉而扩展时,断口呈现穿晶断裂。不同大米由于生长周期及成分都有差别,导致了淀粉微粒、淀粉复粒的形貌及它们之间的结合力各不相同,因此不同大米的断口形貌也完全不一样。02复粒淀粉沿晶/穿晶断口形貌分析http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702241444_03_3001042_3.jpg 复粒淀粉穿晶断裂(左)和沿晶断裂(右)形貌差异对比上图左是复粒淀粉断裂时的断口形貌,可以发现中间的淀粉微粒周围暗色的部分是大米内部的蛋白质,一个个淀粉微粒是由蛋白质连接起来的,其中画红圈的部分是大米内部的脂质颗粒,该颗粒在新大米断口处几乎没有,而在陈旧大米内部有很多,推测该脂质的析出导致了连接淀粉微粒的蛋白质发生了变化,导致大米复粒内部黏合力发生改变。上图右是大米淀粉复粒表明断口图,可以看出断口处非常平滑,正常情况下淀粉复粒间的结合能是远低于淀粉粒间内部结合能的,所以断裂一般都发生在淀粉复粒平滑处。03新米与陈米断口微观形貌结构对比http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702241444_04_3001042_3.jpg陈米(左)与新米(右)断口显微形貌差别在显微镜下我们可以看到陈米断口(上图左)相较于新米断口(上图右)呈现更多的“窝韧”形貌特征,断裂面穿过了大米复粒淀粉。而新米大部分断口为“沿晶”解理,断裂面沿淀粉复粒扩展。拍摄结果表明正常新米内部的结合是复粒淀粉内部大于复粒淀粉边界的。随着大米放置时间的增长,米粒内部的化学物质发生了变化,导致复粒淀粉内部的微粒间键合减弱结合力变差,断裂裂纹面主要由从复粒淀粉边界扩展变为从复粒淀粉穿过后断裂。四、后 记“天空没有翅膀的痕迹,但是鸟儿却飞过”。不同于鸟儿在天空飞过没留下痕迹,任何材料的生产和合成所经过的工艺都会在材料内部留下显微痕迹,通过显微技术来辨别材料的显微形貌/结构的特征,可以轻易的判断出材料的生产工艺及历程。例如现阶段人们已经开始利用显微镜来鉴别区分不同植物、动物的品种,从而为原材料把控、溯源、生产过程质控提供了重要指导依据。
荧光粉的微观形貌对其光学性质也有很大的影响。接近球形的颗粒可以使发光层的不规则形状最小化,从而提高发光效率。简单采用粒度计并不能完全的表征颗粒的的大小和发光效率的关系。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010172011_251970_1609847_3.jpg图. 荧光粉S1(A)和荧光粉S3(B)的TM3000电镜图片从图中可以看到两种荧光粉样品的形貌是不一样的。S1是相对规则的多面体结构,而S3则是棱角分明的棒状结构,因此,从微观形貌上推断,S1的量子产率应该高于S3。两种荧光粉绝对量子产率测量可以证实电镜图片的推论。结果表明,近球形的S1样品荧光量子产率为67.7%,而棒状的S3样品荧光量子产率仅为28%。
【微观看世界】+ 钴酸锂的形貌观察钴酸锂电池结构稳定、比容量高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高,主要用于中小型号电芯,标称电压3.7V。钴酸锂的特点1、电化学性能优越a.每循环一周期容量平均衰减﹤0.05% b.首次放电比容量﹥135mAh/g c.3.6V初次放电平台比率﹥85% 2、加工性能优异3、振实密度大, 有助于提高电池体积比容量4、产品性能稳定, 一致性好钴酸锂的用途主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的锂离子电池作正极材料。钴酸锂的技术标准1、名称: 钴酸锂分子式: LiCoO2 分子量: 97.88 2、主要用途: 锂离子电池3、外观要求: 灰黑色粉末, 无结块4、X射线衍射: 对照JCDS标准( 16-427) , 无杂相存在5、包装: 铁桶内塑料袋包装6、化学成分与物化性能指标: 镍 Ni 0.05% max (wt%) 锰 Mn 0.01% max (wt%) 铁 Fe 0.02% max (wt%) 钙 Ca 0.03% max (wt%) 钠 Na 0.01% max (wt%) 酸碱性 PH 9.5-11.5 含水量( 105ºC干燥失重量, %) Moisture (wt% loss at 105ºC)0.05 比表面积( m2/g) BET surface Area (m2/g) 0.2-0.6 振实密度 (g/cm3) Tap Density (g/cm3) 1.7-2.9 粒径大小-D50 (μm) PSD- D50 (μm) 5-12 粒径大小-D10 (μm) PSD- D10 (μm) 1-5 粒径大小-D90 (μm) PSD
前期回顾前两期内容我们通过显微分析技术,探索了防雾霾口罩的微观结构和显微镜下雾霾颗粒的形貌,并且通过SEM扫描电子显微镜与能谱EDS联用分析了被口罩所拦下的颗粒的化学组成。本期我们将继续通过显微分析来探索:【为何2009版的美元被称为最难仿制的货币】。序 言如下图所示,【2009版】100美元中新加了一条垂直的蓝色3D防伪条,上面印有深蓝色“100”字样和费城“自由钟”图案,变换钞票角度时,钟形图案会变成数字“100”。将钞票前后倾斜,钟形图案和数字“100”会左右移动。如果左右倾斜,它们将上下移动。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_01_3001042_3.jpg新/旧版100美元差别示意图 这种MOTION安全线采用了目前最新的微透镜阵列成像技术,几乎没有办法进行伪造。本期我们将通过显微镜来对100元美刀的MOTION进行观察,揭开这种微透镜成像技术之谜。一、神奇的变色蓝条——MOTION安全线本期专题笔者带着好奇心,把100美刀的钞票放进了我们的ZEISS电镜下面,来观察100美刀上神奇的蓝条结构是否有什么不同。1. 2009版100元美刀的制样及观察范围http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_02_3001042_3.jpg2009版100元美刀的简单制样及观察部位废了不少力气笔者终于收集到了一张2009版的100元美刀,如上图所示,经过简单的折叠将它固定在Zeiss电镜的19孔样品台座上(可以同时放置19个小的样品台),之后将它放进电镜中对右下角图片中画红框的部位进行观察,看这条蓝色的变色条带在微观形貌上有什么特别的地方。2. 微观形貌结构对比http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_03_3001042_3.jpg蓝条部位(左)与旁边部位(右)显微结构差别在显微镜下我们可以看到蓝条部位(上图左半边)由很多个直径20μm的小球致密有序的排列而组成的,上面还印刷了菱形的有序栅格。而右边部分在显微镜下可以看到是由印刷的特别致密平整的纸浆纤维组成的,肉眼下可见的有序的条纹在电镜观察是由很多几十个μm的小片组成的。3. 高倍形貌-元素分析http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211619_04_3001042_3.jpg有蓝条部分(左)和无蓝条部分(右)形貌及元素差异的对比 从图中形貌分析中可以看出蓝条部位与周围形貌最大的差别就是有了一个个规则排列的圆形小球,这些小球尺寸均一,排列整齐,同时通过元素分析我们可以发现这些小球都是有碳氧有机物组成的高分子小球,因此可以想象要制作这样的材料对工艺的要求非常的高,同时除了这些小球外,上层还印刷了一层含有“氟、镁、铝、铁、络”的金属印刷条纹,这一条小小的蓝色条带集成了目前很多的高精端技术。右边的印刷条纹放大了之后可以看到是由一片片片状的物质组成的,这些片状物质的元素也是含“氟、镁、铝、铁、络”的金属物质,但是与蓝条上的金属物质形貌差别很大,可以明显看出这两种材料是由不同种牌号的原料和工艺制作而成的。二、微阵列透镜成像技术美国2009版100美元采用了6毫米宽的双通道MOTION技术,动感强烈,既简单又明了的大众防伪技术,下图为我们直观的介绍了微透镜成像技术的原理结构图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211620_01_3001042_3.jpg微透镜成像技术示意图该技术在透明薄膜的两面分别制作微透镜阵列和与之匹配的微图文阵列,通过微透镜阵列对微图文阵列的莫尔放大作用成像,形成强烈的动感、体视、变换等多种效果,包括上浮、下沉、平行运动(动感效果与移动方向一致)、正交运动(动感效果与移动方向垂直)、双通道等。通常透明薄膜要求很薄,一般要求小于50μm, 这就必须要求微透镜阵列与微图文阵列的加工精度非常高,常规的制版和生产工艺无法满足要求,只有依靠现代的精密微纳加工、UV压印等特殊的工艺,而且,两者之间还需要严格的结构匹配关系、工艺要求非常高,极难伪造,只有通过显微结构分析,对工艺及条件摸索的很成熟才可以做出来。三、后记http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702211620_02_3001042_3.jpg蛋白石呈现多种颜色与微观结构的关系材料的微观结构对宏观的光学性能巨大的改变,一直以来在自然界中就有存在,从蝴蝶翅膀到阳光下五彩缤纷的蛋白石(上图左),这都是由于这些材料本身的特殊结构所引起的。我们人类通过对周围微观世界的观察和思考,模仿自然界的原理,一步步的发展出了很多先进的光学技术,如光纤传导、数码成像、光子晶体等等······极大的改变了人类生活的品质。通过运用显微技术对微观世界进行观察,我们的生活发生了翻天覆地的变化,而随着显微技术的不断成熟和先进,我们在微观世界可以观察到的信息越来越多,可以预见我们的人类今后的生活会更加的便捷和美好。
[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2007/01/200701241845_39978_1854957_3.jpg[/img]这是一张断口上拍到的微观形貌,上面有一些韧窝,但主要特征是什么?怎么形成这种花样?请高手指教。。
澳洲地图---铁素体钢的EBSD研究王国栋 (宝钢技术中心)样品:薄带连铸工艺中铁素体钢表面形成的氧化亚铁枝晶形貌。采集参数:放大倍数:200×,加速电压:20KV,采集时间:2.5h 样品制备采用手工机械磨抛制备。因在抽象无措的微观世界中,竟然看到如此形象逼真且非常完整的宏观世界。让人不得不惊叹,世界大同,万物归一。同一个世界,同一个地球。材料无极限,渗透千万家。。。。。特将此作品评为本届艺术类三等奖,奖品 ipod shuffle图片一:EBSD检测的原始图片(BC菊池带花样质量图):http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/09/201309091620_463261_2512186_3.jpg
1、在腐蚀溶液总逐渐添加缓蚀剂后碳钢表面腐蚀形貌图1是Q235碳钢不同缓蚀剂的溶液中经过慢速动电位扫描达到孔蚀电位时的表面形貌。从图1可以看出,添加咪唑啉季铵盐后,金属表面孔蚀变化情况为小孔增多,但蚀孔深度有所下降,金属的溶解量减少。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509271424_568111_2590289_3.png图1碳钢在含不同缓蚀剂的NaNO2+NaCl溶液中极化后的扫描电镜图2、未添加缓蚀剂时不同PH下碳钢表面孔蚀形貌不同pH条件下碳钢表面发生孔蚀时的表面形貌如图2所示。在pH =6.64时,蚀孔区域相对较集中,小孔周围覆盖有腐蚀产物,pH=10时试样表面蚀孔增多,但蚀孔一般较浅,蚀孔密集,有向全面腐蚀发展的趋势;pH=4时试验表面蚀孔区域与为发生孔蚀区域区分明显,孔蚀趋于多个连成一片,形成大的蚀坑。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509271427_568114_2590289_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509271427_568115_2590289_3.png图2不同pH条件下,碳钢在缓蚀剂溶液中的表面形貌3、 添加少量缓蚀剂时不同PH下碳钢表面孔蚀形貌当添加少量缓蚀剂时,不同pH条件下的孔蚀形貌变化如图3所示,与未添加咪唑啉季铵盐相比,试验表面在各个pH条件下小孔均有所增加,不同pH条件下的孔深变化情况基本与未添加咪唑啉季铵盐溶液体系保持一致。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509271426_568112_2590289_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509271426_568113_2590289_3.png图3添加少量缓蚀剂时,不同pH条件下的孔蚀形貌:(a)未调节pH;(b) pH =10;(c) pH=4 pH=7.02与pH=10时,试样表面小孔较多,且发生孔蚀的区域较大,当pH=4时,试样表面蚀孔明显减少,发生腐蚀区域较小,但是试样表面形貌变化较大,基本呈现坑蚀特征。4、缓蚀剂含量增加后,碳钢表面孔蚀形貌缓蚀剂含量增加后,不同pH条件下的孔蚀形貌变化如图4所示,与前两种体系相比:为确定pH条件下,体系蚀孔变浅,蚀孔数目相对于添加少量缓蚀剂时有减少,但仍比未添加咪唑时的蚀孔数目多;pH=10时,蚀孔数目明显减少,且深度变小;pH=4时,蚀孔深度和数目均减小,试验局部腐蚀得到明显的抑制。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509271433_568116_2590289_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509271433_568117_2590289_3.png图4缓蚀剂含量增加后,不同pH条件下的孔蚀形貌:(a)为调节pH;(b) pH =10;(c) pH=4
看到有人发电池材料的相关照片,我也发几张磷酸铁锂粉的形貌像仪器型号:TESCAN VEGA 3 LMU 钨灯丝电镜测试条件:见照片信息栏10kV加速电压下的形貌:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409170858_514116_2054130_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409170858_514117_2054130_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409170858_514118_2054130_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409170858_514119_2054130_3.jpg3kV加速电压下的形貌:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409170901_514120_2054130_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409170901_514121_2054130_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409170901_514122_2054130_3.jpg
香港城市大学材料微观分析及性能测试专业服务Materials Micro-analytical Characterization and Testing Services( M2CTS )香港城市大学深圳研究院材料微观分析与性能测试专业服务地址:深圳市南山区科技园虚拟大学园A-413电话:0755-26712113传真:0755-26017717 邮箱:indshuogong@cityu.org.cn联系人:龚硕 先生http://www.cityu.org.cnhttp://www.cityu.org.cn/service/demo_file.pdfhttp://www.cityu.org.cn/service/introduction_file.doc主要实验室一、金相实验室• Leica DM/RM 光学显微镜主要特性:用于金相显微分析,可直观检测金属材料的微观组织,如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脱碳层、氮化层及焊接、冷加工、铸造、锻造、热处理等等不同状态下的组织组成,从而判断材质优劣。须进行样品制备工作,最大放大倍数约1400倍。• Leica 体视显微镜主要特性:1、用于观察材料的表面低倍形貌,初步判断材质缺陷;2、观察断口的宏观断裂形貌,初步判断裂纹起源。• 热振光模拟显微镜• 图象分析仪• 莱卡DM/RM 显微镜附 CCD数码 照相装置二、电子显微镜实验室• 扫描电子显微镜(附电子探针) (JEOL JSM5200,JOEL JSM820,JEOL JSM6335)主要特性:1、用于断裂分析、断口的高倍显微形貌分析,如解理断裂、疲劳断裂(疲劳辉纹)、晶间断裂(氢脆、应力腐蚀、蠕变、高温回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等)、侵蚀形貌、侵蚀产物分析及焊缝分析。2、附带能谱,用于微区成分分析及较小样品的成分分析、晶体学分析,测量点阵参数/合金相、夹杂物分析、浓度梯度测定等。3、用于金属、半导体、电子陶瓷、电容器的失效分析及材质检验、放大倍率:10X—300,000X;样品尺寸:0.1mm—10cm;分辩率:1—50nm。• 透射电子显微镜(菲利蒲 CM-20,CM-200)主要特性:1、需进行试样制备为金属薄膜,试样厚度须200nm。用于薄膜表面科学分析,带能谱,可进行化学成分分析。2、有三种衍射花样:斑点花样、菊池线花样、会聚束花样。斑点花样用于确定第二相、孪晶、有序化、调幅结构、取向关系、成象衍射条件。菊池线花样用于衬度分析、结构分析、相变分析以及晶体精确取向、布拉格位移矢量、电子波长测定。会聚束花样用于测定晶体试样厚度、强度分布、取向、点群、空间群及晶体缺陷。三、X射线衍射实验室• XRD-Siemens500—X射线衍射仪 主要特性:1、专用于测定粉末样品的晶体结构(如密排六方,体心立方,面心立方等),晶型,点阵类型,晶面指数,衍射角,布拉格位移矢量,已及用于各组成相的含量及类型的测定。测试时间约需1小时。2、可升温(加热)使用。• XRD-Philips X’Pert MRD—X射线衍射仪主要特性:1、分辨率衍射仪,主要用于材料科学的研究工作,如半导体材料等,其重现性精度达万分之一度。2、具备物相分析(定性、定量、物相晶粒度测定;点阵参数测定),残余应力及织构的测定;薄膜物相鉴定、薄膜厚度、粗糙度测定;非平整样品物相分析、小角度散射分析等功能。3、用于快速定性定量测定各类材料(包括金属、陶瓷、半导体材料)的化学成分组成及元素含量。如:Si、P、S 、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等,精确度为0.1%。4、同时可观察样品的显微形貌,进行显微选区成分分析。5、可测尺寸由φ 10 × 10mm至φ280×120mm;最大探测深度:10μm• XRD-Bruker—X射线衍射仪主要特点 :1、有二维探测系统,用于快速测定金属及粉末样品的晶体结构(如密排六方、体心立方、面心立方等)、晶型、点阵类型、晶面指数、衍射角、布拉格位移矢量。2、用于表面的残余应力测定、相变分析、晶体织构及各组成相的含量及类型的测定。3、测试样品的最大尺寸为100×100×10(mm)。• 能量散射X-射线荧光光谱仪 (EDXRF)主要特点:1、用于快速定性定量测定各类材料(包括金属、陶瓷、半导体材料)的化学成分组成及元素含量。如:Si、P、 S 、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等。2、同时可观察样品的显微形貌,进行显微选区成分分析。3、最大可测尺寸为:φ280×120mm目标• 领导技术服务发展潮流,在珠江三角洲地区为广大厂家包括制造业,能源业,建筑及建材业等提供高水平的材料微观分析和性能测试专业服务。• 通过提供服务,促进城大与广大工业厂商之间的专业技术合作交流,推动科技成果转化。适用客户半导体,建筑业,轻金属业,新材料,包装业,模具业,科研机构,高校,电镀,化工,能源,生物制药,光电子,显示器。
[align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]引言[/back][/font] [font=宋体]纤维增强金属层板([/font][font='Times New Roman','serif']Fiber Metal Laminates[/font][font=宋体],简称[/font][font='Times New Roman','serif'] FMLs[/font][font=宋体])是一种三明治式的叠层复合材料,由金属层和连续纤维复合材料层交替叠加,并通过树脂粘结而成的新式复合材料。由于[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的结构特点,使其结合了金属和复合材料的优势,即相较于传统材料其具有卓越的比强度、比刚度、高疲劳阻力、耐腐蚀性以及良好的防火性能。这些特性使[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]在航空、航天和汽车等领域得到了广泛应用。特别是其在不同加载条件下的失效形式,更是当前研究热点。本文正是基于此,介绍了借助扫描电镜([/font][font='Times New Roman','serif']SEM[/font][font=宋体])对纤维增强金属层板各组分破裂形貌进行分析。[/font] [align=center][img=,412,237]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161446145753_2390_6561489_3.jpg!w412x237.jpg[/img] [/align] [font=宋体]图[/font] 1[font=宋体]纤维增强金属层板结构示意图[/font] [align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]测试方法[/back][/font] [font=宋体]为更好的观测未固化[/font][font='Times New Roman','serif']GLARE[/font][font=宋体]层板各组分失效形式,本章借助捷欧路(北京)科贸有限公司所售的[/font][font='Times New Roman','serif']JSM-IT210[/font][font=宋体](钨灯丝)扫描电子显微镜对铝合金和预浸料断口进行观测。该设备最大放大倍数为[/font][font='Times New Roman','serif']300000X[/font][font=宋体],真空度为[/font][font='Times New Roman','serif']10-650Pa[/font][font=宋体]。此外,由于玻璃纤维的导电性极差,造成纤维断口表面多余电子或游离粒子的累积不能及时导走,继而造成反复出现充电、放电现象,造成图像扭曲或变形等现象。因此,本文借助[/font][font='Times New Roman','serif']JEC-3000FC[/font][font=宋体]设备对预浸料断口进行喷金处理,即在纤维断口表面溅射一个额外的导电薄层材料,从而提升纤维的导电性。[/font] [align=center][img=,354,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161446253708_8792_6561489_3.jpg!w354x252.jpg[/img][/align] [font=宋体]图[/font] 2[font=宋体]微观观测设备[/font]: (a).JSM-IT210[font=宋体]扫描电镜[/font] (b).JEC-3000FC[font=宋体]离子溅射仪[/font] [font=黑体][back=yellow]测试结果[/back][/font] [font=宋体]下图给出了[/font][font='Times New Roman','serif']2024-T3[/font][font=宋体]铝合金、[/font][font='Times New Roman','serif']W-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-10000[/font][font=宋体]预浸料的微观断口形貌。对于铝合金来讲,断口处显示了一系列的圆形韧窝,这表明铝合金是由正应力导致的韧性失效。而对于玻璃纤维来讲,不论是[/font][font='Times New Roman','serif']WP-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-1000[/font][font=宋体]预浸料,其断口位置的纤维均呈现参差不齐的牙刷状形貌,即典型的拉伸导致的纤维脆性断裂失效形貌。综上所述,[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的各组分材料在试验中的破坏方式为正应力为主导的拉伸破坏行为[/font] [align=center][font='Times New Roman','serif'][img=,382,417]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161446362290_802_6561489_3.jpg!w382x417.jpg[/img][/font][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font][font='Times New Roman','serif'] 3Nakajima[/font][font=宋体]试验后铝合金和预浸料断口微观照片[/font][/b][/align] [align=center] [/align]
[align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]引言[/back][/font] [font=宋体]纤维增强金属层板([/font][font='Times New Roman','serif']Fiber Metal Laminates[/font][font=宋体],简称[/font][font='Times New Roman','serif'] FMLs[/font][font=宋体])是一种三明治式的叠层复合材料,由金属层和连续纤维复合材料层交替叠加,并通过树脂粘结而成的新式复合材料。由于[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的结构特点,使其结合了金属和复合材料的优势,即相较于传统材料其具有卓越的比强度、比刚度、高疲劳阻力、耐腐蚀性以及良好的防火性能。这些特性使[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]在航空、航天和汽车等领域得到了广泛应用。特别是其在不同加载条件下的失效形式,更是当前研究热点。本文正是基于此,介绍了借助扫描电镜([/font][font='Times New Roman','serif']SEM[/font][font=宋体])对纤维增强金属层板各组分破裂形貌进行分析。[/font] [align=center][img=,690,988]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161356384565_5977_6561489_3.jpg!w690x988.jpg[/img][/align] [font=宋体]图[/font] 1[font=宋体]纤维增强金属层板结构示意图[/font] [align=center] [/align] [font=黑体][back=yellow]测试方法[/back][/font] [font=宋体]为更好的观测未固化[/font][font='Times New Roman','serif']GLARE[/font][font=宋体]层板各组分失效形式,本章借助捷欧路(北京)科贸有限公司所售的[/font][font='Times New Roman','serif']JSM-IT210[/font][font=宋体](钨灯丝)扫描电子显微镜对铝合金和预浸料断口进行观测。该设备最大放大倍数为[/font][font='Times New Roman','serif']300000X[/font][font=宋体],真空度为[/font][font='Times New Roman','serif']10-650Pa[/font][font=宋体]。此外,由于玻璃纤维的导电性极差,造成纤维断口表面多余电子或游离粒子的累积不能及时导走,继而造成反复出现充电、放电现象,造成图像扭曲或变形等现象。因此,本文借助[/font][font='Times New Roman','serif']JEC-3000FC[/font][font=宋体]设备对预浸料断口进行喷金处理,即在纤维断口表面溅射一个额外的导电薄层材料,从而提升纤维的导电性。[/font] [img=,355,1086]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161357550424_2345_6561489_3.jpg!w355x1086.jpg[/img] [font=宋体]图[/font] 2[font=宋体]微观观测设备[/font]: (a).JSM-IT210[font=宋体]扫描电镜[/font] (b).JEC-3000FC[font=宋体]离子溅射仪[/font] [font=黑体][back=yellow]测试结果[/back][/font] [font=宋体]下图给出了[/font][font='Times New Roman','serif']2024-T3[/font][font=宋体]铝合金、[/font][font='Times New Roman','serif']W-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-10000[/font][font=宋体]预浸料的微观断口形貌。对于铝合金来讲,断口处显示了一系列的圆形韧窝,这表明铝合金是由正应力导致的韧性失效。而对于玻璃纤维来讲,不论是[/font][font='Times New Roman','serif']WP-9011[/font][font=宋体]和[/font][font='Times New Roman','serif']G-1000[/font][font=宋体]预浸料,其断口位置的纤维均呈现参差不齐的牙刷状形貌,即典型的拉伸导致的纤维脆性断裂失效形貌。综上所述,[/font][font='Times New Roman','serif']FMLs[/font][font=宋体]的各组分材料在试验中的破坏方式为正应力为主导的拉伸破坏行为[/font] [align=center][font='Times New Roman','serif'][img=,383,1086]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/08/202408161356523395_3601_6561489_3.jpg!w383x1086.jpg[/img][/font][/align][align=center][b][font=宋体]图[/font][font='Times New Roman','serif'] 3Nakajima[/font][font=宋体]试验后铝合金和预浸料断口微观照片[/font][/b][/align] [align=center] [/align]
[b]SEM/EDS简介[/b]首先,让我们简要了解一下SEM/EDS技术。SEM(扫描电子显微镜)通过聚焦高能电子束,可以获得高分辨率的表面形貌图像。而EDS(能谱分析)则是SEM的强大补充,能够提供样本的元素组成信息。这两者的结合,为我们打开了微观世界的大门。[b]微观视角下的材料[/b][list=1][*][color=var(--tw-prose-bold)]纳米结构的解析:[/color]SEM的高分辨率使得我们可以深入研究材料的纳米结构。从纳米颗粒到纳米管,SEM图像为我们展示了材料表面的微小细节,为纳米材料设计和改进提供了关键信息。[*][color=var(--tw-prose-bold)]腐蚀与磨损分析:[/color]对于各类材料的腐蚀与磨损问题,SEM/EDS的应用可追踪表面的微观变化。通过观察微粒的分布和元素组成,我们能够深入了解材料在使用过程中的耐久性和稳定性。[*][color=var(--tw-prose-bold)]新材料研究:[/color]在新材料的研发中,SEM/EDS技术可以帮助科学家们了解材料的成分和结构,为设计出更具性能的新材料提供支持。这对于电子、光电和生物医学领域的创新至关重要。[/list][b]SEM/EDS在生命科学中的崭新视角[/b]除了在材料科学领域的应用,SEM/EDS在生命科学研究中也发挥着越来越重要的作用。[list=1][*][color=var(--tw-prose-bold)]细胞和组织的微观观察:[/color]SEM的高分辨率使得生物学家能够深入观察细胞和组织的微观结构,为生命科学研究提供更为详尽的信息。[*][color=var(--tw-prose-bold)]病理学研究:[/color]在病理学领域,SEM/EDS技术帮助研究人员更全面地了解病变组织的微观特征,为疾病的诊断和治疗提供重要线索。[/list][b]结语[/b]SEM/EDS技术正逐渐成为材料科学和生命科学研究中不可或缺的工具。通过这一技术,我们能够深入微观世界,发现未知,解锁材料和生物之谜。如果你对微观世界充满好奇,SEM/EDS或许将是你深度探索的窗口。欢迎大家在评论区分享你对这一领域的疑问或想法,让我们一同探索微观世界的奥秘。
[align=center]——不同头发在SEM下的微观分析[b] [/b][/align][align=center][b][img=,448,235]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/4f7e4680-6cb0-4b15-9981-aa0f3a5a7247.jpg[/img][/b][/align][b]序 言[/b]3月8日是普天同庆的女神节,爱美之心、人皆有之。随着社会的进步和社交的不断扩展,人们越来越注重自身的外表,女性则更甚之。改革开放以来,做头发作为一种潮流从年轻人群逐渐扩散到各个年龄阶段的人群。很多人频繁出入理发店,做各类各式的头发。在理发过程中,理发师会极力给客户推荐烫发、染发等各种服务。人们通过做头发,改善了自身的外在形象,提高了自我的精神面貌。那么,做头发是否会对发质有不好的影响?这个影响程度有多大?带着这几个问题,小编通过扫描电子显微镜下自然的头发、烫发、染发的显微观察,揭开烫发、染发对发质的影响。本期所选取的头发来自三位健康成人。其中一人的头发自然,未有后天的人为加工;其中一人的头发经过离子烫处理;第三人的头发经过染发的处理。[b]健康成人的自然头发的显微分析——形貌分析以及成分分析[/b]从图1可以看出,健康成人的自然头发结构排列紧密。在较大的放大倍数下,可以看出头发表面主要由片层状的结构组成。这些片层状的结构如鱼鳞一般分布,且“鱼鳞”之间间隔约为11um-15um。[align=center][img=,546,287]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/1953f6e2-828f-4793-87a0-7fe774088225.jpg[/img][/align][align=center]图1 健康成人的自然头发形貌图[/align]从图2可以看出,健康成人的自然头发的成分。头发的成分主要含有Ca、O、Na、S、K等元素。健康成人的自然头发富有弹性,这与[color=#333333]氨基酸链间连接的双硫键和数量更多的氢键密切相关。头发的角蛋白由一种颇长的氨基酸链组成,其中大多数是胱氨酸。每条链皆为螺旋形,然后再成束卷或绳索样。每个胱氨酸单位有两个半胱氨酸,邻近的两条链中的半胱氨酸通过二硫键形成强的化学结构。众多的双硫键的连接使角蛋白象一只长梯。双硫键的结合很牢固,远大于氢键的结合力,只有用化学的方法才能使其断开。[/color][align=center][img=,493,289]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/39083aba-0d9e-4a5f-98b3-43e8231d0a01.jpg[/img][/align][align=center]图2 健康成人的自然头发成分图[/align][b]烫发、染发对头发的微观形貌的影响——形貌分析[/b] 从图3可以看出,经过离子烫以及染过的头发与自然的头发在形貌上有一定的区别。自然的头发表面平整,密布着大量的鱼鳞状结构。经过离子烫的头发的表面不平整,有一定的鱼鳞状结构的分布,且有一定量的较大的颗粒状物质分布。这些物质是由于头发经历离子烫的过程中产生的。经过染发处理的头发表面较平整,几乎没有鱼鳞状结构的分布,且有少量的较小的颗粒状物质分布。[align=center][img=,502,346]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/c2117f59-4694-4db7-9c39-58c3ded92bf0.jpg[/img][/align][align=center]图3 健康成人的自然头发(a)、烫发(b)、染发(c)的低倍形貌图[/align] 从图4可以看出,烫发和染发对头发有一定的损伤。自然的头发表面的鱼鳞状结构有序排列。经过离子烫的头发表面的鱼鳞状结构受到了一定程度的损伤,这些损伤后形成的物质构成了前文中颗粒物的一部分。经过染发的头发表面几乎没有鱼鳞状的结构,只能在头发的局部发现少量未损伤完全的鱼鳞状结构。[align=center][img=,511,352]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/3dbec9cd-34ab-4f75-a282-1c76016f61cb.jpg[/img][/align][align=center]图4 健康成人的自然头发(a)、烫发(b)、染发(c)的高倍形貌图[/align][b]烫发、染发对头发的成分的影响——成分分析[/b] 从图5可以看出,烫发和染发对头发有一定的影响。经过烫发和染发处理的头发的S元素的含量较少、Na元素的含量较多。[color=#333333]烫发和染发时,卷发器将头发的角蛋白中的多肽链拉长,这时还原剂很容易使二硫键切断,而氧化剂则在拉长后的位置上形成新的二硫键,理论上头发因而形成和维持新的形态。但实际上仍有相当部分二硫键断开,因而降低发质。[/color][color=#333333][/color][align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201703/uepic/87d79262-abe1-4002-8e42-8456dbde9a60.jpg[/img][/align][align=center]图5 健康成人的烫发(a)、染发(b)的成分图[/align][b]后记[/b]通过扫描电镜显微观察以及能谱的成分分析,可以看出染发和烫发对发质有一定的损害。人们在追求外在美的同时,更因该追求内在美。热爱祖国、团结邻舍、爱岗敬业,锻炼自己的体魄和提高自身的修养。古人说修心养性。只要有健康的人生态度和体魄,即使不做头发也可以很美。
[align=center]——不同断口在SEM下的微观分析[b] [/b][/align][b]前期回顾[/b]上期我们探索了蚂蚁在扫描电子显微镜下的形貌。从整体形貌到细节上的形貌,详细的描述了蚂蚁身体上的各个结构的形貌以及功能。本期我们继续借助扫描电子显微镜研究不同加工条件下合金的断口,以表征其塑性性能。[b]序 言[/b]合金通常要经过铸造、压力加工(如轧制、挤压、锻造、拉丝以及冲压等)和热处理等过程,以获得优良的组织,制成合适的型材和工件,应用在国民经济等各种领域。在产品批量生产前,通常利用一系列的拉伸试验以检验材料的一些力学性能。从拉伸试验过程中,可以得出一系列的拉伸曲线,以表征材料的本征弹性、塑性、韧性等。在拉伸曲线的最后阶段,试样在外力作用下丧失连续变形,就会断成两段。试样的断裂过程包括裂纹的萌生和裂纹的扩展两个基本过程。金属材料的断裂过程在工程上有很大的实际意义。桥梁、轮船、汽车、宇航器的断裂行为给国民经济带来了巨大的危害。金属材料的抗断裂行为主要取决于两大因素。一是外因。如应力状态、温度、湿度等。二是内因。如显微组织和化学成分等。人们可以通过调整合金的化学成分,改善加工参数以及热处理方案,以提高材料的性能指标。人们在追求合金的高强度的同时,越来越关注材料的塑性和韧性等。本文主要通过一些合金的断口的微观形貌来分析材料的塑性指标。材料的断裂主要分为两大类:塑性断裂和脆性断裂。塑性断裂又叫延性断裂,断裂前发生大量的宏观塑性变形;脆性断裂过程中,几乎没有宏观塑性变形,但是在局部区域内存在一定的微观塑性变形。本文选取了四种不同变形量的铝合金的断口,观察其形貌组织,以表征其塑性指标。[align=left] [b]20%变形量下的合金断口——形貌分析[/b][/align]从图1可以看出,20%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口,在解理断口的周围有一些韧窝。一般来说,韧窝越大,分布越多,材料的塑性性能越好。在较低的倍数下,有解理台阶和微裂纹的形成。解理裂纹继续扩展过程中,解理台阶相互汇合,形成“河流花样”。在较高的放大倍数下,可以从这些解理断口看出试样的晶粒呈长条状分布,这些长条状晶粒的尺寸多为15um左右,主要是由于加工变形造成的。在这些长条状晶粒的周围分布着少量的小晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右,主要是由于局部再结晶造成的。此外,在有的解理断口中还含有少量的第二相颗粒或孔洞。这些孔洞可能是由于在断裂过程中,晶体内部的第二相颗粒的脱落留下的位置造成的。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/7c765c89-9e7f-4c5f-a234-65837526d353.jpg[/img][/align][align=center]图1 20%变形量下合金的断口形貌图[/align] [b]30%变形量下的合金断口——形貌分析[/b][align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/f7a78066-12a6-48e6-be2e-c34ff884cfbc.jpg[/img][/align][align=center]图2 30%变形量下合金的断口形貌图[/align]从图2可以看出,30%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口。与20%变形量下样品相比,30%变形量下样品的韧窝增多,表征在较大的变形量下,材料的塑性增强。主要表现在两个方面,一是韧窝的体积增大,二是韧窝的数量增多。在较高的放大倍数下,从这些解理断口看出呈长条状分布的变形晶粒,这些长条状晶粒的尺寸多为10um左右。在这些长条状晶粒的周围分布着少量再结晶晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为3um-5um左右。此外,在这些解理断口分布区域还有一些撕裂棱和第二相颗粒的分布。[b]50%变形量下的合金断口——形貌分析[/b]从图3可以看出,50%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口。有明显的解理台阶以及“河流花样”。在较高的放大倍数下,从解理断口的形貌可以看出长条状晶粒的周围分布着大量的近乎等轴的再结晶晶粒。这些长条状晶粒较少,且其尺寸多在7um-10um范围内,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右。表明材料发生了明显的再结晶。在这些解理断口中有第二相颗粒的分布,且这些颗粒尺寸较20%变形量下的颗粒尺寸要小一些。表明第二相颗粒的固溶强化作用增强,材料的力学性能以及塑性会有一定的改善。在这些几乎等轴的晶粒边缘含有一定的韧窝。这些韧窝的体积较小,可能是由于大变形量下颗粒尺寸较小,形成的韧窝也比较小。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/f7ff5595-dfb5-468a-9725-bb04a9e984f7.jpg[/img][/align][align=center]图3 50%变形量下合金的断口形貌图[/align][b]60%变形量下的合金断口——形貌分析[/b]从图4可以看出,60%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口,在解理断口的周围有一些韧窝。从解理断口可以看出晶粒都呈近乎等轴分布,且这些晶粒的尺寸较50%变形量下的晶粒尺寸较大。这表明再结晶过程已经较充分进行,并且发生了一定程度的再结晶晶粒长大的行为,这不利于材料的塑性性能。在部分几乎等轴的解理断口中含有细小的第二相颗粒。这些第二相颗粒起到了很好的固溶强化的作用,对材料的塑性性能也有一定的益处。[align=center][img]http://img1.17img.cn/17img/images/201705/uepic/f3c29b6b-49a4-434b-abce-bbf720c4a75e.jpg[/img][/align][align=center]图4 60%变形量下合金的断口形貌图[/align][b]后记[/b]通过扫描电子显微镜下不同变形条件下的合金的断口形貌观察,可以看出随着变形量的增加,合金的再结晶程度增加,晶粒的尺寸逐渐减小,第二相的颗粒也会发生一定的碎化。材料的塑性会有一定的提高。但是,当变形量到达一定数值时,部分再结晶晶粒会发生一定的长大,可能对合金的塑性性能有一定的损害。当然,材料的力学性能与多种外因和内因有关。我们在选择合适的加工工艺同时,可以通过调节合金的成分、改善合金的热处理工艺等,获得优良的塑性性能。
SA738GrB板GMAW焊接工艺接头微观组织分析摘要:通过对三代核电AP1000 CV筒体SA738板纵缝自动气保焊焊接接头微观组织分析,探讨大尺寸焊接接头微观组织分析方法,微观组织下辨别贝氏体和马氏体方法以及魏氏组织对焊接接头性能影响。试验结果表明焊缝组织以细小均匀的针状铁素体为主、热影响区为贝氏体。魏氏组织对焊接接头力学性能影响不大。关键词:AP1000; SA738Gr.B;ER90S-G;针状铁素体;贝氏体;马氏体;魏氏组织1 前言 三代核电AP1000 CV筒体在设计上采用45mm厚的低合金SA738Gr.B型钢板,其纵向拼装采用自动气保焊,填充ER90S-G焊丝进行焊接,具有生产效率高、操作简便等优点。但不同的工艺参数对接头力学性能及组织有较大影响,对接头的显微组织进行分析,是判断接头力学性能的重要依据。受焊接热循环、热输入、冷却速度、化学成分偏析等因素影响,焊接接头各个区域获得单一的典型显微组织比较困难,多为混合组织,微观形貌难以辨别;另外,对于厚板类大尺寸焊接接头如何选择检验部位,对结果的正确评定也有较大影响。2 母材材质、热处理工艺 显微组织分析第一步是确认母材平衡态组织。这就需要确定母材种类、化学成分、热处理工艺。SA738Gr.B属于美标ASTM A738,B级钢板,若对此类美标材料不熟悉,但通过分析其化学成分(见表1)和力学性能(见表2),可以与国标材料进行对应,从而初步判断其平衡态组织。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015092217413570_01_2593418_3.png 通过分析对比,可以得出SA738Gr.B属于低合金高强度钢,相当于国内Q460等级钢。通过查阅出厂材质书,确定热处理工艺为调质(淬火+回火)。至此,可以初步判断其平衡态组织为回火贝氏体。目前,SA738Gr.B钢板已经国产化,其最佳热处理工艺为920℃淬火+630℃回火,得到平衡态组织为细小均匀的板条贝氏体,见图1。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015092217450166_01_2593418_3.png 母材平衡态组织决定接头热影响区组织。但不等于说平衡态组织就是热影响区组织。因为热影响区组织受到焊接热作用与工厂热处理相差巨大。只能在母材平衡态组织基础上结合热影响区显微组织形貌进行具体分析。3 冷却对组织的影响 在对组织进行显微分析时,可能会碰到由于组织复杂,组织形貌难以辨别的情况,或者一些组织的微观形貌在显微镜下很相似,增加了辨认难度。而不同的组织转变温度不同,如果分析出冷却过程对组织析出的这种影响,则有利于对显微形貌进行正确辨认。冷却过程对转变产物的影响可在准确的在“CCT”曲线上体现。CCT曲线即过冷奥氏体连续冷却转变曲线,反映的是过冷奥氏体在不断地降温过程中发生的相变。每个钢种均对应相应的CCT曲线。如果知道该钢种CCT曲线,就能知道在不同冷速下对应的组织产物。影响CCT曲线因素很多,如C元素含量、合金元素含量,且绘制CCT曲线较为复杂,这里不做深入讨论。但应掌握几类常见钢种CCT曲线,有利于分析几中基本相的形成区间。如马氏体需要通过快冷的方式获得。在CCT曲线反映是,(见图2,为共析钢CCT曲线,)以大于临界冷速的冷却速度,如水淬,过冷奥氏体不经过珠光体(P)转变区,而直接过冷到马氏体(M)转变区(Ms—Mf)。掌握这一理论,有利于后面分析热影响区是否存在马氏体。 低合金钢焊接冷却一般为空冷,但要注意接头的焊后热处理方式。不同的热处理方式对接头的微观组织有较大影响。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015092217474369_01_2593418_3.png4微观组织分析4.1 检验点的选择 对于焊接接头,原则上选择接头最薄弱部位且能有代表性地反映该钢种,并在现行施焊工艺条件下所获得的焊接接头区域的典型显微组织形貌。生产实践得出如下原则: (1)、对于空淬性小的低碳钢,焊缝金属应选择盖面的最后焊道并未受重结晶热作用焊道中心部位,或封底最后焊道中心部位。热影响区通常选取盖面或封底最后焊道最差的过热重结晶区的显微组织作为热影响区组织。 (2)、对于空淬性较强的焊接接头,则选择第一条焊道的焊缝金属未受重结晶热作用的焊缝中心作为焊缝金属显微组织的检验部位。 (3) 对于有高韧性要求的焊接接头,通常也都是空淬性较强的低合金钢。除了按(2)要求选择显微检验点外,还要加上最后焊道及其母材热影响区的检验点。 除按以上原则选择检查区域外,还应沿着接头熔合线扫查,因为熔合线处最易产生微裂纹和紧挨熔合线的母材热影响过热区是整个接头性能最薄弱的区域。 SA738 Gr.B钢板具有较强的淬透性(其化学成分中添加Mo等合金元素就是提高其淬透性),另有还要求其具有高的低温冲击韧性。所以按照以上原则,选择了以下重点检查区域(见图3,SA738 Gr.B GMAW焊接工艺接头微观组织检查区域):区域1:盖面焊道融合线;区域2:盖面焊道中心至接头厚度1/4;区域3:接头厚度1/4处至接头中心。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015092217501796_01_2593418_3.png4.2 显微组织分析 显微镜检查前,首先应对整个接头进行目测,对有怀疑缺陷的区域应在显微镜下确认。目测未发现异常,则用低倍镜头(宜为200~250倍)沿熔合线进行扫查。之所以用低倍镜头,一方面是低倍镜头可视区域更大,特别是针对从下方观察试样的老式金相显微镜,有利于快速找到熔合线;另一方面,可以清晰的观察熔合线及两侧区域(母材过热影响区和焊缝区)。 如图4,为200倍下盖面焊道熔合线区域(区域1)。该视域下,熔合线清晰可见,其左侧为焊缝组织,大量的均匀细小的针状铁素体+少量先共析铁素体(白色呈网状)之所以为网状是先共析铁素体沿奥氏体晶粒析出的原因。200视域下不宜清楚观察到针状铁素体形态。选用500~800倍镜头进行进一步观察与确认。如图6,800倍视域下,针状铁素体清晰可见。值得注意的是,倍数越高,对制样要求越高。 熔合线右侧为母材热影响区过热组织。200倍视域下,可以看见条状、块状组织。结合第2章的分析,母材平衡态组织为板条贝氏体。板条贝氏体属于下贝氏体,具有高的强度,同时具有良好的塑性和韧性的综合机械性能。由于受到焊接热影响,母材细小均匀的板条变成条状、块状。所以,可以初步判断热影响区为下贝氏体。为了进一步确认,在800倍显微镜下观察母材热影响过热区,见图5,块状贝氏体形貌更明显。可对比图1,母材平衡态板条贝氏体进行观察,由于受焊接热作用,块状贝氏体尺寸更大。 对区域2进行分析,从盖面焊道中心至接头厚度1/4区域进行扫查。仍然采用低倍+高倍配合的方式。低倍进行扫查,不能确认的组织,用高倍进行确认。此区域由细小均匀针状铁素体组成,组织形态与图6相同。 对区域3进行分析,从接头厚度1/4处至焊缝中心由细小的块状铁素体组成,尺寸较图6中铁素体稍大,有大量碳化物析出,见图7。大量碳化物析出跟焊接热作用循环有关。 按照以上方法对另一侧焊缝进行分析,得出相同结论。整个接头区域未发现微裂纹及影响接头力学性能的非正常组织。影响接头力学性能的非常组织包括非金属夹杂物、网状渗碳体等。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015092217522946
毛皮羊毛皮种类较多,毛一般较粗糙,手感较涩;微观结构下,毛一般有较明显的鳞片呈覆瓦状排列。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191700_668045_2974654_3.png狐狸毛皮狐狸毛皮毛较长,饱满,手感较好,针毛一般无成簇现象;微观结构下可见绒毛有明显的饱满髓腔。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602190912_584645_2974654_3.png兔毛皮兔毛皮毛较短,手感较细腻;微观结构下可见明显规则的髓腔,呈单列或多列梯形状。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602190916_584647_2974654_3.png貉子毛皮貉子毛皮毛较长,针毛较硬,针毛毛尖具有明显的黑色,成簇分布;显微结构下绒毛鳞片具有较明显的翘角,有少数毛具有不饱满髓腔。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602190912_584646_2974654_3.png水貂毛皮水貂毛皮毛较短,较密,光泽较好,针毛和绒毛有分层现象,针毛较硬;微观结构下可见绒毛有对称分布的鳞片,翘角明显。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/02/201602190912_584642_2974654_3.png
金属和合金的微观分析 microanalysis of metals and alloys 金属与合金的各种相的形貌(形状、大小和分布等)、晶体结构、化学组成等微观的研究,统称微观分析。金属与合金的性能与其显微组织密切相关。随着微束分析仪器的不断发展,对金属与合金的分析也逐渐深入,由过去的毫米、微米尺度正在进入到纳米(1nm=10-9m=10┱)尺度。在某些特殊情况下,甚至可以直接观察单个原子,并确定其原子序数。根据微束源不同,微观分析仪器可分光子、电子和离子束三大类(图1)。此外中子衍射也有所应用。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292123_34034_1634962_3.jpg[/img]光束微观分析 人们最早是使用光学显微镜观察钢的相变及各种相的形貌,在此基础上形成了金相学这门学科(见光学金相显微术)。后来又用 X射线衍射研究晶体结构(见X射线衍射),曾以此证明 β-Fe与铁素体相同,不是一种新相。到了30年代,这种晶体结构研究阐明了电子化合物的晶体结构类型与电子浓度间的关系,发现了固溶体在预沉淀阶段中溶质原子偏聚成的GP区,确定了金属晶体在范性形变中的滑移面与滑移方向,并在此基础上发展出位错概念和其几何模型(见晶体缺陷)等等。这种X射线金相研究的建立为金属学奠定了基础。 过去,合金中的第二相颗粒的化学成分,主要是用化学或电化学方法,先将它们从基体中分离出来,再用常规化学分析方法测定,如过渡族金属在铝合金中与铝形成的化合物和在合金钢中与碳形成的合金碳化物等(见合金相)。应用激光技术,在光学显微镜中安装激光源,使激光通过透镜中心孔射到金相试样上选好的第二相颗粒上,测定所含各元素的发射光谱,可以测定微区成分,但是激光束的直径在10μm以上,因此这种激光探针只适用于分析如钢中夹杂物、矿物及炉渣中较粗大的颗粒。 电子束微观分析 电子显微镜的问世把放大倍率由光学显微镜的一千多倍提高到扫描电子显微镜(SEM)的几万倍或透射电子显微镜(TEM)的几十万倍(见电子显微学)。不仅如此,电子显微镜还发展成为一个全面的微束分析仪器,既能观察几个埃(┱)的微观细节,还能进行几十埃范围的晶体结构分析(选区或微束电子衍射)和成分分析(X射线谱或电子能量损失谱)。 X射线波谱和电子探针 聚焦的电子束照射到试样上,使其中的原子失掉核外电子而处于激发的电离态(图2a),这是不稳定的,外层电子会迅速填补内层电子空位而使能量降低(图2b)。4释放出来的能量(在图中是EK-EL2)可以产生该元素的具有特征波长或能量的标识X射线谱。根据这些X射线的波长不同,经分析晶体展谱(X射线波谱,wave dispersive spectroscopy,简写为 WDS)或根据X射线光子能量不同由半导体探测器等展谱(X射线能谱,energy dispersive spectroscopy,简写为EDS)。X射线波谱仪的构造原理与X射线荧光谱仪基本相同,只不过是用电子而不是用X射线作为激发源。X射线波谱仪的特点是分辨率高,因此分析的精度高而检测极限低,此外,根据布喇格定理2dsinθ=λ,采用晶面间距d 大的分光晶体,可以分析标识X射线波长为λ的硼、碳、氮、氧等轻元素。它的缺点是分光晶体接受X射线的立体角小,X射线的利用率低;此外,试样要求象金相试样那样表面平正光洁,不能分析凸凹不平的试样。电子探针(electron microprobe,简写为EMP)就是由几个电磁透镜组成的照明系统与 X射线波谱仪结合在一起的微束分析仪器,电子束焦斑直径一般是0.1~1μm。将金相试样置于电子探针仪中,用静止的电子束可以得到定点的分析结果,也可以用扫描电子束得到一些元素在一条直线上的一维分布或一个面上的二维分布。电子探针在分析合金中第二相的成分、偏析、晶界与表层成分方面用途很广。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292123_34035_1634962_3.jpg[/img]X射线能谱仪 主要由半导体探测器及多道分析器或微处理机组成(图3),用以将在电子束作用下产生的待测元素的标识 X射线按能量展谱(图4)。X射线光子由硅渗锂 Si(Li)探测器接收后给出电脉冲信号。由于X射线光子能量不同,产生脉冲的高度也不同,经放大整形后送入多道脉冲高度分析器,在这里,按脉冲高度也就是按能量大小分别入不同的记数道,然后在X-Y记录仪或显像管上把脉冲数-脉冲高度(即能量)的曲线显示出来。图4就是一个含钒、镁的硅酸铁矿物的 X射线能谱图,纵坐标是脉冲数,横坐标的道数表示脉冲高度或X射线光子的能量。X射线能谱仪的分辨率及分析的精度不如根据波长经晶体分析的波谱仪,但是它没有运动部件,适于装配到电子显微镜中,而且探测器可以直接插到试样附近,接受X射线的效率很高,适于很弱的X射线的检测。此外,它可以在一、二分钟内将所有元素的 X射线谱同时记录或显示出来。X射线能谱仪配到扫描电子显微镜上,可以分析表面凸凹不平的断口上的第二相的成分;配到透射电子显微镜上可以分析薄膜试样里几十埃范围内的化学成分,如相界、晶界或微小的第二相粒子。因此X射线能谱仪目前已在电子显微学中得到广泛应用。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292124_34036_1634962_3.jpg[/img][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611292124_34037_1634962_3.jpg[/img]X 射线能谱分析的一个较大弱点是目前尚不能分析原子序数为11(Na)以下的轻元素,因为这些元素的标识X射线波长较长,容易为半导体探测器上的铍窗所吸收。目前正在试制无铍窗及薄铍窗的探测器,目的是检测碳、氮、氧等轻元素。 电子能量损失谱(electron energy loss spectro- scopy,简写为EELS) 能量为E的入射电子与试样中原子的非弹性碰撞使后者电离而处于较高能量的激发态(图2a中是K激发态、能量为EK),入射电子损失的能量为EK+ΔE,ΔE为二次电子的逸出功。由此可见,对于不同元素,电子能量损失有不同的特征值。使透射电子显微镜中的成像电子经过一个静电或电磁能量分析器,按电子能量不同分散开来。除了有一个很强的无能量损失的弹性电子能量峰外,还会出现一些与试样中各元素相对应的较弱的具有特征能量损失的峰。尽管这些峰不很明锐(较好的水平是2~3eV),定量分析还存在一定困难,但是由于它有下列两个显著优点而在透射电子显微术中逐渐得到广泛应用:一是可以分析B、C、N、O等轻元素;二是将电子束聚焦到几十埃就可以测出微小区域的组成。显然,入射电子由于产生标识X射线而损失一定能量(图2a、b),可见电子能量损失谱和X射线能谱有着密切关系。
我最近采用一种腐蚀溶液,对一个钢材进行腐蚀,可是相同的样品,并采用相同的腐蚀剂,腐蚀时间也基本相同,在显微镜下看,有几个试样显示枝晶形貌,而有另外几个试样显示的确实晶粒的形貌?这是为什么啊?谁能从金属学角度帮我解释一下,枝晶和晶粒之间的关系啊?在腐蚀的时候,达到什么条件,显示枝晶,什么条件显示的是晶粒啊??。。。。不知道说明白了没?谢谢各位大牛了.
[align=center][/align][b]引 言[/b]电子显微学技术作为现代科学中最重要的材料表征手段,不仅可以表征材料的微观结构与成分信息,还可以观察其表面形貌状态的细节信息,已经广泛应用在材料的研发以及工业生产过程中。在材料研发方面,我们知道材料的强度与延展性是金属材料中的关键力学性能,往往决定了材料的应用前途。而这两个性能往往也是相悖的。金属材料会因为位错密度的增加表现为强度的增加,于此同时延展性却会减弱。但是通过改进合金的组分和加工策略可以避免两种性质的对立局面。因此,如何同时获得高强度以及高的延展性是工业中亟需解决的问题。而这一切都离不开电子显微学的表征。在工业生产方面,国产材料往往在性能上与外国生产的材料有所差距,这是由于材料的结构组织的差异,通过电子显微学的观察其结构组织差异,进而改进生产工艺,提高材料的性能。由此今天小编就举两个例子,说明先进电子显微学在材料研发生产过程中的重要作用。[b]一 、SEM在材料研发方面的应用[/b]第一个例子就是在材料研发方面,近日,北科大研究人员在国际知名期刊Science上发表论文(2017年8月24日题目为“High dislocation density-induced large ductility in deformed and partitioned steels”),其研究的成果是发展了一种变形分区(D&P)策略解决材料的强度与延展性同时提高的新思路。研究人员利用轧制和低温回火过程将中锰钢成功发展为超级钢(10%锰,0.47%碳,2%铝,0.7%钒)。这其中锰和碳原子都是奥氏体稳定剂,而铝的作用是抑制了回火过程中渗碳体的析出,钒的加入则可以形成碳化物来增强对滞后断裂的抵抗性。通过引入大量的可移动位错,研究人员成功地证明了提高位错密度能够同时提高材料强度和延展性。其材料的结构组织表征用到了EBSD技术,确定了奥氏体相与马氏体相的分布状态(如图1所示),运用透射电子显微技术表征了马氏体相中的位错以及孪晶的存在。经过后续不同的热处理工艺,使得材料既具有良好的韧性也有较高的强度(见图2)。可以看出通过材料微观组织形态的调整,使得不增加材料元素种类的情况下,仅仅是通过调整结构组织的组成比例与形态,达到了较高的力学性能。由此可以看出材料的微观结构表征对材料的研发有着重要的实际意义。[align=center][img=,592,245]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091603_01_1735_3.jpg[/img][/align][align=center]图1 拉伸试验以前D&P钢的微观结构 a)EBSD图像显示了奥氏体相(γ)与马氏体相(α’)的板条状分部以及取向信息,b)马氏体中的位错,c)包含有孪晶与位错的透镜状的马氏体相[/align][align=center][img=,485,278]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091604_01_1735_3.jpg[/img][/align][align=center]图2 D&P合金以及相关的高强合金的拉伸性能[/align][b]二、SEM在材料生产方面的应用[/b]第二个是工业生产中的限动芯棒的例子,限动芯棒是无缝钢管限动连轧机组中参与钢管轧制内变形的最重要工具,是一种高附加值的大宗消耗备件。 其工作环境极为恶劣, 需在高温下承受很大的复杂循环热应力。根据使用条件,国内外均选用H13作为芯棒材料。H13热作模具钢材以其高的淬透性、淬硬性、强韧性和热疲劳抗力在国内外得到广泛的应用。国内轧管厂以前使用的H13芯棒多为进口的,进口芯棒不但价格高,库存资金占用大,而且交货期长且不稳定,影响连轧机组的正常生产,现各公司轧管厂使用的芯棒基本实现了国产化。芯棒的一个重要指标是横向冲击性能要大于15J。国产芯棒的横向冲击值时常低于15J,而进口芯棒横向冲击值高于50J,进口芯棒是国产芯棒横向冲击值的2~4倍。为搞清楚国产芯棒横向冲击性能偏低原因,天津钢管集团股份有限公司的宁玫等人通过使用先进的电子显微学手段,能谱分析等技术,对进口和国产芯棒解剖进行对比分析,试图找出材料性能差异的结构性因素,为提高国产芯棒的冲击性能和使用寿命,进一步降低生产成本提供一定的技术支持。[b]1、芯棒生产工艺和试验材料1.1 生产工艺[/b]进口H13芯棒生产工艺流程为:电炉冶炼(EAF)+炉外精炼(LF)+真空脱气(VD) → 模铸 → 保护气氛电渣重熔(PESR) → 高温均质化处理 → 多向锻造 → 退火处理 → 机加工 → 检验 → 调质处理 → 镀Cr处理。国产H13芯棒生产工艺流程为:碱性电炉冶炼 → 钢包炉外精炼 → 真空脱气 → 模铸八角锭 → 热送锻造 → 去应力退火 → 电渣重熔 → 退火 → 锻造成型 → 锻后球化退火 → 粗车 → 调质处理 → 镀Cr处理。球化退火后硬度要求HB≤255,调质处理后芯棒硬度要求310-360HB,各部位硬度差要求30HB。[b]1.2 试验材料[/b]进口和国产实心芯棒化学成分分析结果见表1。从分析结果可以看出:进口芯棒C含量偏上限,V含量偏下限,还加入了少量的Ti。国产芯棒C含量偏下限,V含量偏上限。[align=center][b][img=,690,732]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091609_01_1735_3.png[/img][/b][/align][align=center][/align][b]1.3 试验方法[/b]1.3.1金相和断口分析[b][/b]在进口和国产芯棒横截面边缘、1/2半径和心部部位分取试样,用德国蔡司A1M型金相显微镜进行金相分析;采用德国蔡司EVO 50XVP型扫描电镜及美国EDAX公司ALLPO 40型能谱仪对横向冲击断口进行观察分析。1.3.2力学性能试验[b][/b]硬度试验在芯棒横截面上边缘、1/2半径和心部部位各打两排6点洛氏硬度。横向冲击试样均在芯棒横截面1/2半径部位切取,试样尺寸均为10mm×10mm×55mm“V”型标准试样。[b]2、试验结果2.1 进口和国产调质芯棒组织分析[/b]进口芯棒组织均匀、晶粒细小、无晶界网状二次碳化物、无块状共晶碳化物(见图3)。国产芯棒组织不均匀,横截面组织表现为呈网状分布的严重偏析,晶界存在明显的二次碳化物 ;纵截面呈现严重的带状偏析,带状组织为4级。偏析带中有较多的块状共晶碳化物和一些块状碳氮化物,晶界有呈网状分布的颗粒状二次碳化物(见图4-5)。[align=center][img=,406,426]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091609_02_1735_3.jpg[/img][/align][align=center]图3 进口芯棒1/2半径部位组织(a 25X 、b 500X )形貌[/align][align=center][/align][align=center][img=,404,428]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091609_03_1735_3.jpg[/img][/align][align=center]图4 国产芯棒1/2半径部位横截面网状偏析组织(a 25×、 b 200×)形貌[/align][align=center][img=,460,831]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_01_1735_3.jpg[/img][/align][align=center]图5 国产芯棒横截面心部偏析带上块状共晶碳化物(a)、块状碳氮化物(b)和晶界二次碳化物(SEM)形貌(c)[/align][align=center][/align][b]2.2 芯棒横截面硬度试验试验[/b]进口和国产芯棒横截面表面、1/2半径和心部部位的硬度试验结果见图6。从试验结果看出:进口芯棒硬度较高,平均37HRC;国产芯棒平均硬度为34HRC。其总体趋势是芯棒表面硬度高于心部硬度1~2HRC。[align=center][img=,690,482]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_02_1735_3.jpg[/img][/align][align=center]图6 芯棒横截面硬度试验结果(HRC)[/align][align=center][/align][b]2.3 横向冲击断口电镜分析[/b]电镜观察:进口芯棒1/2半径部位所取试样横向冲击断口脆断区约占40%,形貌为准解理;韧断区约占60%,形貌为韧窝,韧窝中夹杂物较少。国产芯棒1/2半径部位所取试样横向冲击断口脆断区约占90%,为沿晶和穿晶准解理混合形貌;韧断区约占10%,形貌为韧窝,韧窝中夹杂物较少。在断口多处部位存在尺寸在5~20微米的块状共晶碳化物,经能谱分析块状共晶碳化物的化学组成是(VMoCr)C;在断口中还观察到一些块状相,能谱分析块状相为(TiVCr)NC;在沿晶晶界上还观察到大量颗粒状二次碳化物,能谱分析晶界上颗粒状二次碳化物化学组成是(CrVMo)C,见图7。[align=center][img=,445,292]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_03_1735_3.jpg[/img][/align][align=center][img=,445,292]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_04_1735_3.jpg[/img][/align][align=center][img=,445,292]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_05_1735_3.jpg[/img][/align][align=center][img=,370,297]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_06_1735_3.jpg[/img][/align][align=center][img=,403,295]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_07_1735_3.jpg[/img][/align][align=center][img=,374,295]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_08_1735_3.jpg[/img][/align][align=center][img=,401,295]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/09/201709091610_09_1735_3.jpg[/img][/align][align=center]图7 进口(a、b、c)和国产(d、e、f、g、)芯棒横向冲击断口形貌 a)进口芯棒横向冲击断口低倍形貌,b)脆断区准解理形貌,c)韧断区韧窝形貌,d)国产芯棒横向冲击断口低倍形貌,e)块状共晶碳化物,f)块状碳氮化物,g)晶界颗粒状二次碳化物。[/align][align=center][/align][b]3、分析讨论[/b]通过对国产芯棒显微组织观察和成分分析发现,芯棒存在液析共晶碳化物、枝晶偏析、带状偏析及存晶界的二次碳化物,是导致该国产芯棒横向冲击性能偏低的主要原因。[b]3.1 液析共晶碳化物[/b]对国产芯棒冲击性能明显偏低的芯棒横向和纵向截面的金相和断口分析看出,芯棒从表面到心部,液析共晶碳化物的数量逐渐增多,成分偏析也越来越严重,且共晶碳化物大都集中在成分偏析严重的区域,表明共晶碳化物是在钢液凝固后期直接从钢液中析出的。H13钢的含碳量为0.4%左右,合金元素总量达8%,因此属于过共析钢。H13钢中的碳及合金元素易生偏析,在电渣重熔过程中,因选分结晶的原因,存在枝晶偏析,枝晶间最后凝固残液内,形成碳及合金的元素富集区,甚至达到共晶成分,凝固后期在非平衡结晶时会出现亚稳定共晶碳化物。据了解国内该厂电渣熔速较高、熔速过快,造成熔池过深,结晶前沿温度梯度减小,使局部凝固时间延长,形成碳化物偏析。分布于基体中的这种粗大碳化物,在锻造后破碎, 沿锻造方向呈小块碳化物形态或其自身裂开与基体界面脱离使芯棒脆性增加,会促使芯棒冲击韧性降低。[b]3.2 枝晶偏析和带状组织[/b]该国产芯棒存在严重的枝晶偏析和带状组织,这主要是电渣重熔工艺控制不当造成的。在通常情况下,H13钢经过电渣重熔后,枝晶较细,枝晶偏析和夹杂物得到改善,材质均匀致密,有利于钢材力学性能的提高,特别是纵、横向以及中心和边缘的性能差异有明显的改善。但若电渣工艺控制不当,会出现严重的枝晶偏析现象。在电渣重熔过程中,如果电流电压过大,熔速过快,熔池较深,就会造成凝固速率减慢,枝晶发达,二次枝晶臂间距增大、偏析严重。对国产H13芯棒电渣重熔工艺了解发现,为了提高生产效率,将电渣熔速提高,导致该批H13钢偏析严重。由于电渣锭存在严重枝晶偏析,常规锻后的组织呈现明显带状分布,淬回火后未有明显变化,组织还呈带状分布。该国产芯棒的带状偏析较严重且和纵向一致,说明在锻造工序中没有反复镦拔达到充分的锻造,热处理后仍保留严重带状组织形态,这将严重影响芯棒的横向冲击性能。[b]3.3 晶界二次碳化物[/b]国产芯棒晶界存在网状分布的二次碳化物。对于大规格芯棒,如果锻造温度偏高或停锻温度高,而随后冷却速度不够,往往会使碳化物沿晶呈链状析出。这种链状碳化物薄网的存在,削弱了金属间的结合力,造成裂纹优先在碳化物聚集的晶界处形成并沿晶扩展,使钢的力学性能降低,脆性增加。为了消除或改善这种链状碳化物的分布,除改善钢锭原始成分偏析,适当控制终锻温度及随后的冷却速度,以大于链状碳化物形成的临界冷却速度冷却,可有效抑制链状碳化物析出。[b]3.4 淬火和回火组织[/b]为了提高芯棒的冲击韧性,淬火温度不能过高。淬火温度高于1060℃将使奥氏体晶粒粗大,残余奥氏体量增加会导致冲击韧性下降。淬火温度还应保证奥氏体中溶有足够的碳和合金元素以得到高的强度和硬度,1060℃ 淬火时含V碳化物已基本固溶。由H13的C曲线得知,其Ac3为910℃,奥氏体化温度为1030℃,所以H13的淬火温度选为1020-1040℃比较适宜。H13钢的回火工艺根据其工作条件确定回火温度和硬度,大多采用580~650℃×3h的高温回火,以提高其韧性和减少残余奥氏体在钢中发生转变而引起脆性。所以为了使残余奥氏体充分转变并改善新生马氏体或贝氏体的韧性,芯棒最少应回火两次。由于国产芯棒在最终调质处理前未进行高温扩散—高温固溶超细化处理,所以芯棒调质态组织分布不均匀、晶粒相对较大(晶粒度为7级)、基体存在共晶碳化物、成分偏析和二次碳化物在晶界聚集强烈影响芯棒的冲击性能。[b]4、结论和建议[/b](1)进口芯棒经过高温扩散处理和超细化处理,组织无块状和条状共晶碳化物,晶界无网状分布的二次碳化物,无成分偏析带状组织,基体组织均匀细小,晶粒度为9级。碳化物均匀细小分布在基体中,在后工序处理中细小弥散析出,提高了芯棒的塑性和韧性,所以芯棒的横向冲击性能较高。(2)国产H13芯棒由于未经过高温扩散-超细化处理,存在枝晶偏析、带状偏析和液析共晶碳化物,横向网状和纵向带状偏析严重,晶界存在二次碳化物,组织不均匀,导致内应力增加、横向冲击值较低。(3)国外采用先进的新技术、新工艺,采用炉外精炼、保护气氛电渣重熔、高温均质化处理、超细化处理、多向锻造等技术提高钢的纯净度,削减碳化物带状偏析,均匀及细化组织及碳化物,从而提高等向性能及热疲劳性能。建议国内该厂增加高温长时间扩散处理和高淬高回超细化处理工艺,深入研究生产优质芯棒的最终热处理工艺与组织性能间的相互关系,进一步改善芯棒横向冲击性能,使国产芯棒全面赶超国际先进水平。[b]三、后 记[/b]以上两个例子,一是通过对钢材进行组织结构与状态进行调整,使得材料达到了韧性与强度都达到了较高的水平。第二个是通过系统的对比国产与进口H13芯棒材料的成分,硬度与横向冲击实验性能的基础上,对芯材的微观显微组织以及断口都进行了细致的观察,发现了明显的组织结构差异。反推到生产加工的步骤上来,优化生产加工方式方法,最终达到提高产品性能的目的。由此可见,先进的电子显微学手段是当今材料生产研发的重要科学方法,必须引起足够的重视。
科研史上前所未有的观测手段——数字全息DHM可高速实时测量三维形貌,达到了亚纳米精度。克服了传统AFM、CLSM等需要扫描进行三维成像的特性。 表征透明/半透明三维形貌Ø 测量厚度从几纳米到几十微米Ø 可测最高三层透明薄膜Ø 测量薄膜折射率Ø 微纳器件动态三维形貌时序图(1000fps), 还可测频率响应(高达25MHz) 主要应用北京大学 搭建平面应变鼓膜实验平台测量纳米薄膜的动态力学性能天津大学 微结构表面形貌和运动特性测量华中科技大学 微纳制造与测试,微小光学元件检测,微电子制造封装与测试清华大学 透射式全息显微镜,测量透明样品形貌,还可以测量材料光学参数、内部结构以及缺陷杂质等 • 超快速高精度的三维成像,大面积三维形貌表征,表面粗糙度,MEMS振动测量分析,表征微流体器件和微颗粒三维追踪测试配合MEMS Analysis Tool、光学反射软件Reflectometry Analysis等专用软件实现更多功能[img=,600,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131406_01_1546_3.gif[/img][img=,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131407_01_1546_3.gif[/img][img=,690,]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131406_02_1546_3.jpg[/img]
风扇轴断裂失效分析1 概述 轴芯使用于计算机风扇,风扇在做裸机测试(1、风量测试OK,2、IP55防水测试,在冲水测试时风机时断时转,3、噪音测试时风机出现不转,拆开风机发现轴芯断裂)最后阶段出现轴芯断裂;轴芯生产工艺:下料——平面磨——车削两端头及压花槽——热处理(淬火温度1000℃+回火温度200℃左右)——硬度测试——磨削——研磨——分选包装出货。技术要求:轴芯材质为SUS420J2,洛氏硬度45HRC~50HRC。为分析断裂原因,对断裂轴芯、同批次原材料不同批次热处理生产后未使用的轴芯、原材料及同类型的未使用的轴芯,分别进行理化分析,分析结果如下:2 宏观观察 观察断裂轴芯,轴芯断裂发生在压花端沟槽处,断口平坦,为细结晶状断口,没有明显塑性变形,属宏观脆性断裂,见图1http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251847_515639_2042772_3.jpg3 取样位置http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251856_515641_2042772_3.jpg4 化学成分分析结果见表1http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251858_515642_2042772_3.jpg5 金相微观观察结果见表2(测试仪器:LeicaDMLM)http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251858_515643_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251900_515646_2042772_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251901_515647_2042772_3.jpg6 洛氏硬度检测结果见表3 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409251859_515645_2042772_3.jpg7 断口微观观察(测试仪器:日本电子JEOL JSM-6460LV)对1#-1断口样品、2#-4、3#-4及4#-4人工折断样品经超声波酒精溶液清洗后,利用扫描电子显微镜进行微观形貌观察,发现1#-1断口裂纹源(A)、裂纹扩展区(B)及瞬间断裂区(D)微观形貌为沿晶+二次裂纹+韧窝+碳化物颗粒,并且,在断口周圈边缘观察有微裂纹,见图4~7,2#-4样品断口微观形貌为沿晶[font='Times New Roman','seri
科研史上前所未有的观测手段——数字全息可高速实时测量三维形貌,达到了亚纳米精度。克服了传统AFM、CLSM等需要扫描进行三维成像的特性。 表征透明/半透明三维形貌Ø 测量厚度从几纳米到几十微米Ø 可测最高三层透明薄膜Ø 测量薄膜折射率Ø 微纳器件动态三维形貌时序图(1000fps), 还可测频率响应(高达25MHz) 主要应用北京大学 搭建平面应变鼓膜实验平台测量纳米薄膜的动态力学性能天津大学 微结构表面形貌和运动特性测量华中科技大学 微纳制造与测试,微小光学元件检测,微电子制造封装与测试清华大学 透射式全息显微镜,测量透明样品形貌,还可以测量材料光学参数、内部结构以及缺陷杂质等 • 超快速高精度的三维成像,大面积三维形貌表征,表面粗糙度,MEMS振动测量分析,表征微流体器件和微颗粒三维追踪测试配合MEMS Analysis Tool、光学反射软件Reflectometry Analysis等专用软件实现更多功能[img=,690,]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131349_01_1546_3.jpg[/img][img=,600,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131350_01_1546_3.gif[/img][img=,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131351_01_1546_3.gif[/img][img=,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131354_01_1546_3.gif[/img][img=,384,216]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131351_04_1546_3.gif[/img][img=,384,]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710131358_01_1546_3.jpg[/img]