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扫描电镜具体应用实例分析

嘉峪检测网        2019-09-17 22:30

  自从1965年第一台商品扫描电镜问世以来,经过40多年的不断改进,扫描电镜的分辨率从第一台的25nm提高到现在的0.01nm,而且大多数扫描电镜都能与X射线波谱仪、X射线能谱仪等组合,成为一种对表面微观世界能够经行全面分析的多功能电子显微仪器。

  在材料领域中,扫描电镜技术发挥着极其重要的作用,被广泛应用于各种材料的形态结构、界面状况、损伤机制及材料性能预测等方面的研究。利用扫描电镜可以直接研究晶体缺陷及其产生过程,可以观察金属材料内部原子的集结方式和它们的真实边界,也可以观察在不同条件下边界移动的方式,还可以检查晶体在表面机械加工中引起的损伤和辐射损伤等。

 下文为扫描电镜应用实例举例:

 

 1 观察材料的表面形貌

 

  

                                                                                                                                                       图1 热轧态Mg侧剥离面的SEM图

 

  热轧包铝镁板(轧制温度400℃、压下率45%)Mg侧剥离面SEM形貌如图3所示。由图可清楚的观察到在剥离面上存在大量撕裂棱、撕裂平台,在撕裂平台上还存在许多放射状小条纹和韧窝。

 2 观察材料第二相

  

  

图2 AZ31镁合金SEM高倍显微组织

  从图2中可以清楚的观察到破碎后的第二相Mg17Al12尺寸约为4µm,在“大块”Mg17Al12附近有许多弥散分布的的小颗粒,尺寸在0.5µm左右,此为热轧后冷却过程中由α-Mg基过饱和固溶体中析出的二次Mg17Al12相,呈这种形态分布的细小第二相Mg17Al12能有效的阻碍位错运动,提高材料强度,起到弥散强化的作用,而不会明显降低AZ31镁合金的塑性。

 

  4.2.3 观察材料界面

 

  

  图3 Mg/Al 轧制界面线扫描

 

  图3是Mg/Al轧制复合界面的线扫描图像,从图中我们可以看到,穿过Mg和Al的界面进行线扫描,可以得到,在Al的一侧,Mg含量低,在Mg一侧,Al几乎为零;但在界面处,Mg和Al各大约占一半,说明在界面处发生了扩散,形成了Mg和Al的扩散层。

 

 4 观察材料断口

 

  

  图4  AZ31镁合金拉伸断口形貌 (a)铸态(b)热轧态

  AZ31镁合金铸态试样拉伸断口SEM扫描形貌如图6所示。从图4(a)可以观察到明显的解理断裂平台,在最后撕裂处也存在少量韧窝,基本上属于准解理断裂,塑性较差。这是因为铸态AZ31镁合金晶界处存在粗大的脆性第2相Mg17Al12,在拉伸变形过程中容易破碎形成裂纹源。热轧态AZ31镁合金拉伸试样断口处有明显的缩颈现象,其宏观断口SEM扫描形貌如图4(b)所示,呈现出以韧窝为主的延性断口形貌特征,韧窝大小为5~20µm。

      扫描电镜已成为各种科学领域和工业部门广泛应用的有力工具。除了在材料科学中应用广泛,在地学、生物学、医学、冶金、机械加工等领域均大量应用扫描电镜作为研究手段。我们应该了解扫描电镜的工作原理及其应用,并在自己的科学研究中利用好扫描电镜这个工具,对材料进行全面细致的研究。

 

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来源:材料基