掃描电鏡(jìng)在(zài)材料研究中(zhōng)的(de)應(yìng)用(yòng)

作(zuò)者(zhě)：admin      时(shí)间：2020年(nián)05月(yuè)08日(rì)

• 掃描电子顯微鏡(jìng)（SEM）自(zì)诞生(shēng)之(zhī)日(rì)起(qǐ)，它結合不(bù)同(tóng)附件(jiàn)其(qí)可(kě)以(yǐ)應(yìng)用(yòng)在(zài)不(bù)同(tóng)领域範圍中(zhōng)。掃描电鏡(jìng)常見(jiàn)的(de)應(yìng)用(yòng)场(chǎng)景包(bāo)括了斷裂失效分(fēn)析、产品缺陷原因(yīn)分(fēn)析、鍍层(céng)結構和(hé)厚度(dù)分(fēn)析、塗料层(céng)次(cì)與(yǔ)厚度(dù)分(fēn)析、材料表(biǎo)面(miàn)磨損和(hé)腐蚀分(fēn)析、耐火(huǒ)材料的(de)結構與(yǔ)蚀損分(fēn)析等等,結合鋼(gāng)铁(tiě)材料的(de)研究粗(cū)略列舉如(rú)下(xià)：

• (1)機(jī)械零(líng)部(bù)件(jiàn)失效分(fēn)析,可(kě)根(gēn)據(jù)斷口(kǒu)学原理(lǐ)判斷斷裂性(xìng)質(zhì)(如(rú)塑性(xìng)斷裂、脆性(xìng)斷裂、疲勞斷裂、應(yìng)力腐蚀斷裂、氫脆斷裂等),追溯斷裂原因(yīn),調查斷裂是(shì)跟原材料質(zhì)量(liàng)有(yǒu)關(guān)還(huán)是(shì)跟後(hòu)續加工或(huò)使用(yòng)情(qíng)况有(yǒu)關(guān)等等。

• (2)鋼(gāng)铁(tiě)产品質(zhì)量(liàng)和(hé)缺陷分(fēn)析,如(rú)连鑄坯裂紋、气(qì)泡、中(zhōng)心(xīn)缩孔;闆坯过(guò)燒導致(zhì)的(de)晶界氧化(huà);轧制过(guò)程造成的(de)機(jī)械劃(huà)傷、折疊、氧化(huà)铁(tiě)皮(pí)壓入(rù);过(guò)酸(suān)洗導致(zhì)的(de)蚀坑;塗层(céng)剝落(là)及(jí)其(qí)它缺陷等等。由(yóu)于掃描电鏡(jìng)的(de)分(fēn)辨率和(hé)景深比电子探針(zhēn)的(de)高(gāo),因(yīn)而(ér),可(kě)從新(xīn)鮮斷口(kǒu)上(shàng)獲得更(gèng)为全(quán)面(miàn)的(de)信(xìn)息,如(rú)晶界碳化(huà)物(wù)、中(zhōng)心(xīn)疏松等。

• (3)利用(yòng)高(gāo)温(wēn)樣(yàng)品台(tái),可(kě)以(yǐ)觀察材料在(zài)加热(rè)过(guò)程中(zhōng)組織轉(zhuǎn)變(biàn)的(de)过(guò)程,研究不(bù)同(tóng)材料在(zài)热(rè)狀态下(xià)轉(zhuǎn)變(biàn)的(de)差异。在(zài)材料工藝性(xìng)能研究方(fāng)面(miàn),可(kě)以(yǐ)直(zhí)接觀察組織形态的(de)動(dòng)态變(biàn)化(huà),彌補了以(yǐ)前(qián)只(zhī)能通(tòng)过(guò)间接觀察方(fāng)法(fǎ)的(de)不(bù)足。例如(rú),耐火(huǒ)材料和(hé)铁(tiě)氧體(tǐ)的(de)燒結温(wēn)度(dù)都在(zài)1000以(yǐ)上(shàng),實(shí)验(yàn)中(zhōng)可(kě)以(yǐ)觀察材料的(de)原位(wèi)變(biàn)化(huà),待冷(lěng)卻下(xià)来(lái)後(hòu),結合能譜仪和(hé)EBSD,进而(ér)可(kě)以(yǐ)分(fēn)析變(biàn)化(huà)後(hòu)的(de)物(wù)相。

• (4)利用(yòng)拉伸樣(yàng)品台(tái),可(kě)預先(xiān)制造人(rén)工裂紋,研究在(zài)有(yǒu)預裂紋情(qíng)况下(xià)材料对(duì)裂紋大(dà)小的(de)敏感(gǎn)性(xìng)以(yǐ)及(jí)裂紋的(de)擴展(zhǎn)速度(dù),有(yǒu)益于材料斷裂韌性(xìng)的(de)研究。例如(rú),鋼(gāng)帘(lián)線(xiàn)因(yīn)其(qí)在(zài)後(hòu)續加工过(guò)程中(zhōng)要拉拔到(dào)0.2mm左(zuǒ)右的(de)直(zhí)徑,对(duì)夾雜物(wù)非(fēi)常敏感(gǎn),因(yīn)此,其(qí)煉鋼(gāng)过(guò)程对(duì)夾雜物(wù)的(de)控制要求特(tè)别嚴格。采用(yòng)本(běn)仪器,可(kě)預先(xiān)制作(zuò)一(yī)个(gè)有(yǒu)夾雜物(wù)的(de)鋼(gāng)帘(lián)線(xiàn)试樣(yàng),在(zài)拉伸过(guò)程中(zhōng)觀察夾雜物(wù)附近鋼(gāng)基的(de)變(biàn)化(huà),直(zhí)至(zhì)開(kāi)裂,然後(hòu)对(duì)照鋼(gāng)帘(lián)線(xiàn)實(shí)物(wù)斷口(kǒu),讨論夾雜物(wù)類(lèi)型、形态、尺(chǐ)寸(cùn)、分(fēn)布(bù)对(duì)斷裂的(de)影响。另(lìng)外(wài),還(huán)可(kě)研究線(xiàn)材形變(biàn)跟夾雜物(wù)類(lèi)型和(hé)尺(chǐ)寸(cùn)的(de)關(guān)系,也(yě)可(kě)研究夾雜物(wù)对(duì)其(qí)它材料形變(biàn)行为的(de)影响。還(huán)可(kě)将试樣(yàng)經(jīng)过(guò)不(bù)同(tóng)介質(zhì)的(de)腐蚀,然後(hòu)裝(zhuāng)入(rù)拉伸樣(yàng)品台(tái)做拉伸實(shí)验(yàn),研究腐蚀条(tiáo)件(jiàn)对(duì)材料力学性(xìng)能的(de)影响。

• (5)利用(yòng)背散(sàn)射EBSD裝(zhuāng)置,对(duì)汽车闆等小晶粒(lì)的(de)織構产品,可(kě)在(zài)轧制并退(tuì)火(huǒ)之(zhī)後(hòu),統計(jì)各種(zhǒng)取(qǔ)向(xiàng)晶粒(lì)的(de)比例,研究轧制和(hé)退(tuì)後(hòu)工藝对(duì)織構的(de)影响。又如(rú)焊接试樣(yàng)的(de)熔合区为凝固狀态的(de)柱(zhù)狀晶,因(yīn)其(qí)是(shì)定(dìng)向(xiàng)生(shēng)长(cháng),存在(zài)織構,可(kě)用(yòng)EBSD得到(dào)各種(zhǒng)取(qǔ)向(xiàng)晶粒(lì)的(de)分(fēn)布(bù)情(qíng)况,并可(kě)进行統計(jì),这(zhè)对(duì)焊接材料、焊接工藝以(yǐ)及(jí)焊接性(xìng)能的(de)研究又擴展(zhǎn)到(dào)了晶體(tǐ)学研究的(de)层(céng)次(cì)。再如(rú),管(guǎn)線(xiàn)鋼(gāng)在(zài)使用(yòng)过(guò)程中(zhōng)可(kě)能出(chū)現(xiàn)選择性(xìng)腐蚀,采用(yòng)形貌觀察,結合能譜仪成分(fēn)分(fēn)析,可(kě)以(yǐ)了解(jiě)優先(xiān)腐蚀的(de)因(yīn)素(如(rú)夾雜物(wù)類(lèi)型、材料缺陷等);用(yòng)EBSD分(fēn)析,可(kě)以(yǐ)了解(jiě)晶粒(lì)取(qǔ)向(xiàng)和(hé)組織結構跟腐蚀之(zhī)间的(de)關(guān)系。

• 新(xīn)一(yī)代(dài)掃描电鏡(jìng)與(yǔ)能譜仪和(hé)EBSD配合,可(kě)在(zài)得到(dào)較好(hǎo)的(de)试樣(yàng)形貌像的(de)前(qián)提(tí)下(xià)同(tóng)时(shí)得到(dào)成分(fēn)信(xìn)息和(hé)晶體(tǐ)学的(de)信(xìn)息。我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)預期(qī)，通(tòng)过(guò)配置和(hé)使用(yòng)高(gāo)温(wēn)樣(yàng)品台(tái)、動(dòng)态拉伸台(tái)、能譜仪、EBSD和(hé)掃描电鏡(jìng)相組合，它必将在(zài)鋼(gāng)铁(tiě)材料工藝研究和(hé)品種(zhǒng)開(kāi)發(fà)等方(fāng)面(miàn)發(fà)挥更(gèng)大(dà)的(de)作(zuò)用(yòng)。