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            蔡司掃描電鏡原位技術應用成果分享

               掃描電鏡原位技術是一項將材料宏觀力學、熱學等性能與微觀結構信息緊密聯系起來的強有力工具,能夠幫助科學研究者們深入探索材料的性質,目前已經廣泛應用于材料科學研究的各個領域。

              蔡司掃描電鏡可擴展并兼容多種原位裝置,從而實現原位實驗研究。不僅如此,通過一體化的軟硬件集成,蔡司于近期推出了高度自動化的掃描電鏡原位解決方案(點擊查看),能夠幫助您出色地完成各類原位實驗。

            蔡司掃描電鏡

              接下來,就讓我們一起來看看世界各地的科學研究者們將原位臺搭載在蔡司掃描電鏡中,獲得了哪些令人驚喜的成果吧!

              經離子輻照的單晶鎳膜原位力學研究《Acta Materialia》

              輻射損傷會導致材料強度增加及延展性下降,從而降低核能反應堆結構部件的服役壽命。

              澳大利亞核科學與技術組織的Dhriti Bhattacharyya等科學研究者制備了經不同劑量離子束輻照的單晶鎳膜拉伸試樣,并將原位拉伸臺搭載在蔡司場發射掃描電鏡(點擊查看)中,原位觀察樣品拉伸變形情況,記錄應力應變曲線,從而研究輻照對材料延展性的影響,該研究成果發表在Acta Materialia上(點擊查看)。

              實驗結果表明,未經輻照的材料表現出很好的延展性(57%應變),而輻照會導致材料發生顯著硬化(斷裂強度可達500Mpa)。

              輕質合金異質晶粒結構的原位力學研究《Additive Manufacturing》

              選擇性激光熔化(SLM)是一種可以靈活制造輕質金屬部件的新技術,尤其在鋁合金等輕質材料領域有非常重要的應用。

              西北工業大學凝固技術國家重點實驗室林鑫教授團隊探究了SLM 制備的Al-Sc-Zr 合金的異質晶粒結構與應變硬化行為之間的關系,這對于進一步優化其微觀結構和力學性能具有重要意義,相關工作發表在Additive Manufacturing上(點擊查看)。

              該研究在蔡司場發射掃描電鏡GeminiSEM(點擊查看)中進行了原位拉伸實驗,通過拍攝同一位置不同應變狀態下的高分辨電鏡圖像并進行測量,準確判斷拉伸形變過程中等軸晶帶和柱狀晶域之間的應變分配關系。

              ▲ (a-e)原位拉伸樣品在宏觀應變分別為0%、5%、10%、14%、18%時的背散射電子圖像。(f)粗晶CG區與超細晶UFG帶的微觀應變演變。圖片來源:見參考文獻[2]。

              間隙型高熵合金相變和孿晶機制的

              SEM原位研究《Acta Materialia》

              在SEM中,電子通道襯度成像(ECCI)是觀察材料晶體取向以及位錯、層錯等微觀缺陷的重要手段,它具有試樣制備簡單、視場較大等特點。

              德國馬克斯·普朗克鋼鐵研究所的王美美等科研人員在蔡司雙束電鏡FIB-SEM(點擊查看)中對間隙型高熵合金(iHAEs)進行了原位拉伸實驗,通過ECCI觀察到機械孿晶的形核與生長過程。相關工作發表在Acta Materialia上(點擊查看)。

              研究發現隨著變形量的增加,新的孿晶不斷成核,在位錯的運動驅動下向優選方向生長。并且機械孿晶有晶粒尺寸依賴性,可以據此設計材料微觀結構,以提供良好的強度和延展性能。

            蔡司掃描電鏡

              ▲ 原位ECCI觀察機械孿晶形核和生長過程。(a)微觀組織低倍圖。(b)放大區域顯示機械孿晶的成核和生長。圖片來源:見參考文獻[3]。

              原位觀察鈦合金孿晶的萌生和擴展

              《Acta Materialia》

              {332}孿晶是bcc金屬和合金中獨特的孿晶形式,已被證明是亞穩態β鈦合金的基本變形方式,在增強加工硬化與改善機械性能方面起著重要作用。

              德國馬克斯·普朗克鋼鐵研究所的賴敏杰等科研人員發表在Acta Materialia上的文章研究了亞穩態β Ti-36Nb-2Ta-3Zr(wt.%)合金中{332}孿晶的機理(點擊查看)。通過在蔡司雙束電鏡FIB-SEM(點擊查看)中的原位拉伸實驗直接觀察到{332}孿晶的萌生和擴展。

            蔡司掃描電鏡

              ▲ 應變累積下{332}孿晶的演變。(a)應力應變曲線。(b-f)原位拉伸過程中{332}孿晶演變的背散射電子圖像。拉伸方向為圖像水平方向。(g-i) (b)、(e)和(f)中框選區域的放大圖像。紅色、綠色和藍色虛線分別表示β-twin/β-matrix邊界、β-twin/a"邊界和a"/β-matrix邊界。

              看到這里,掃描電鏡原位技術一定給大家留下了深刻的印象,你是否已經躍躍欲試了呢?近期,蔡司發布的掃描電鏡原位解決方案將電鏡、原位臺、EBSD與EDS控制軟件深度整合,高集成化、高自動化的設計能夠幫助您高效率地獲取高通量、高質量的實驗數據,相信一定會為您帶來不一樣的原位技術體驗,歡迎來戳400-1500-108

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