现代分析测试技术在材料科学领域中的应用.pdf

维普资讯 科技与经济的爱展，要求材料工业必须处 大，放大倍数大而连续，可先对断 口进行低倍 于领先地位。为提高材料性能、 挖掘 材料潜 (如lO倍左右)大视野观察， 在此基础上选择 力、扩大材料应用范围及研制新材料，人们越 某些感兴趣的区域 (如裂纹源等)进行 高倍分 来越把注意力集中到研究材料的微观性质上， 析，有效地把断 口宏观分析和微观分析结合起 因为任何材料的宏观性能都是 由其微观组织结 来，同时还可利用 电子探针通过X射线能谱或 构决定的。 波谱测定微 区的成分，从而显示断 口形貌的细 常规的光学盒扭法近年来虽有重大改进， 节特征， 揭示断裂机理， 判定断裂性质， 分 但其分辨率受光波衍射的限制，只能提供微米 析，找出破坏原因。图 l为 20锕 焊缝 一30℃ 数量级的形貌图象，不能把显微形貌、成分和 处理后的冲击断 口的电镜照片，其河流花样， 结构分析有机地结台起来。然而 ，应用现代分 解理台阶十分清晰，由此可判断裂纹的扩展方 析测试仪器和方法，就能精确地在材料微观尺 向。图2为2O钢 焊缝在常温下 冲击后韧性断 度的区域内同时取得显徽形貌、成分和结构及 口的电镜照片，其韧窝和夹杂也非常清楚。 性能等各方面的信息，进行综合分析，确切地 鉴定材料的组织结构本质 一 、 扫描 电镜与 电子探针 显微 分析技术 扫描 电子显徽镜(SEM—Scannin~Elec— tronMiCIOScope)是近几十年来迅速发展起 来的一种新型电子光学仪器，其成像原理是以 电视摄影的方式，用细聚焦 电子束在样品表面 圈 1 解理 断 口的二敬 电子象 扫描时激发产生的 某些物理 信号来 调制成像 的。扫描电镜具有样品制备简便，放大倍率连 续调节范围大 (7~100000倍)，景深大，分辩 率高 (40五)等特点，是进行表面分析研究的有 效工具，尤适于较粗糙表面，如金属断 口和显 徽组织三维形态的观察研究。 在实际分析工作中，往往在获得样 品表面 形貌后，希望能在同一台仪器上进行原位化学 成分或晶体结构分析，提供包括形貌、成分和 匿 2 韧性 断 口自g二 蒎 电于象 晶体结构在 内的全部信息资料。为此，又出现 2．电子金相分析：电子金柑 就是用 电子 了扫描电镜～电子探针的多功能组台型分析仪 显微镜来观察材料显微组织的类型、数量、分 器。如JXA～84O 布、形状及相互关系。利用 电子金相分析方法 1．断 口瑰察；断 口形貌与金属材料的性 对多相结构材料，如共 晶材料和复台材料进行 质和使用条件有着密切的关系。扫描电镜景深 显徽组织观察时，可深腐蚀试样，利用扫描电 09 维普资讯 镜景深大的特点，可清晰地显示组成相的三维 大，且互不平行 以戈恕废相交。片冉的精细 立体形态。 亚结构为孪晶，厚度约50~900A不等，故高 3．电子探针分析方洼和应用：电子探针 碳片状马氏体又称孪晶马氏体。 分析有三种基本的工作方式 (1)对样品表面 另外，铜中低温回火析 出的碳化物，钢 中 选定馓区作定点的全谱扫描定性或半定量分 残余奥氏体的浸0定，不锭翱 中强化相析 出硬化 析， 以及