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材料内部解析观察的新手段

                                ----全自动逐层切片成像法

    过去,我们研究所材料的组织结构,大多时候仅限于材料表面;对于材料内部结构的研究,收到研究方法的限制,没有太多的进展。

    随着的研究技术和工业技术的发展,我们得以研究材料内部的组织结构。目前,材料内部结构数据的获取方法主要有:逐层切片法、FIB-SEM、三维X 射线成像技术和MRI测量法?#21462;?#22522;于上述方法,材料内部组织的研究有了快速发展的趋势。

    然而,FIB-SEM效率低,视场小,无法有效的表征材料内部的组织结构。X射线更多的应用于非金属领域,对于重金属以及内部密度较大的材料,仍无法获得可靠的数据。MRI测量法,更仅限于生物领域。因此,国内各研究单位仍然趋向于逐层切片法。

    但国内各研究单位的逐层切片,仍然使用人工切片,存在着层厚控制不佳,拍照无法精准定位以及效率低下?#20219;?#39064;。

    在国外,也有同样的发展经历。为了解决逐层切片中人工切片的问题,国外的研究机构研发了全自动逐层切片成像法。

    国外的全自动逐层切片成像法可以分为两个阶段。

    第一阶段,利用铣床逐层切削材料表面。这?#22336;?#27861;很大程度上避免了人工控制的问题。然而,铣床只能针对较软的金属,层厚也无法做到很小,因此对于硬质金属,以及组织较小的材料,都不?#23460;恕?#21478;外,随着X射线设备的发展,CT在非金属以及密度较小的金属材料的内部研究有了很大的进展。利用铣床进行自动逐层切片的方法逐渐淘汰。

    第二阶段,将人工切片的研究过程全部自动化,即将?#24515;ァ?#28165;洗、腐蚀、拍照等一系列过程自动化。即第二代的全自动逐层切片法,?#37096;?#31216;之为全自动逐层切片成像系?#22330;?#22312;避免了人工逐层切片的困扰同时,能够获得可靠的材料内部数据。可如实反映材料内部的组织形态。因此,国外的研究机构利用该系统,在材料内部结构的研究上,取得了很大的进展。

    据统计,国外利用该系统,主要的研究材料有:金属材料,复合材料,无机非金属材料,高分子材料等,因该系统和人工逐层切片类似,采用湿法?#24515;ィ?#22240;此,凡是可以采用湿法?#24515;?#30340;材料都有应用。

    主要研究的内容有:组织结构,夹杂物,气孔,裂纹?#21462;?/span>

    可检验的工艺有:?#25200;?#28034;,压延,轧制,焊接,铸造,镀膜,锻造?#21462;?/span>

 

 


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