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第六代台式扫描电镜在材料化学中的应用

 发布时间:2021-11-10 点击量:479
  第六代台式扫描电镜是一个复杂的系统,浓缩了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术。成像是采用二次电子或背散射电子等工作方式,随着扫描电镜的发展和应用的拓展,相继发展了宏观断口学和显微断口学。
 
  第六代台式扫描电镜是在加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集成细小直径一般为1~5nm、的电子束相应束流为10-11~10-12A、。在末级透镜上方扫描线圈的作用下,使电子束在试样表面做光栅扫描行扫+帧扫、。入射电子与试样相互作用会产生二次电子、背散射电子、X射线等各种信息。这些信息的二维强度分布随试样表面的特征而变这些特征有表面形貌、成分、晶体取向、电磁特性等等、,将各种探测器收集到的信息按顺序、成比率地转换成视频信号,再传送到同步扫描的显像管并调制其亮度,就可以得到一个反应试样表面状况的扫描图像。如果将探测器接收到的信号进行数字化处理即转变成数字信号,就可以由计算机做进一步的处理和存储。
 
  第六代台式扫描电镜结合上述各种附件,其应用范围很广,包括断裂失效分析、产品缺陷原因分析、镀层结构和厚度分析、涂料层次与厚度分析、材料表面磨损和腐蚀分析、耐火材料的结构与蚀损分析等等,结合钢铁材料的研究粗略列举如下。
 
  1、机械零部件失效分析,可根据断口学原理判断断裂性质如塑性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、氢脆断裂等,追溯断裂原因,调查断裂是跟原材料质量有关还是跟后续加工或使用情况有关等等。
 
  2、钢铁产品质量和缺陷分析,如连铸坯裂纹、气泡、中心缩孔;板坯过烧导致的晶界氧化;轧制过程造成的机械划伤、折叠、氧化铁皮压入;过酸洗导致的蚀坑;涂层剥落及其它缺陷等等。由于扫描电镜的分辨率和景深比电子探针的高,因而,可从新鲜断口上获得更为全面的信息,如晶界碳化物、中心疏松等。
 
  3、利用高温样品台,可以观察材料在加热过程中组织转变的过程,研究不同材料在热状态下转变的差异。在材料工艺性能研究方面,可以直接观察组织形态的动态变化,弥补了以前只能通过间接观察方法的不足。例如,耐火材料和铁氧体的烧结温度都在1000℃以上,实验中可以观察材料的原位变化,待冷却下来后,结合能谱仪和EBSD,进而可以分析变化后的物相。

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