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扫描电镜如何轻松高效地研究先进陶瓷材料?

先进的陶瓷材料在航空航天,电子,医疗保健,新能源,汽车等等行业均有着广泛应用。为满足高熔点,高模量和硬度以及高耐腐蚀性和热膨胀性等性能指标要求,往往需要进行相应的性能优化。而性能跟晶粒尺寸和体积,微结构,元素分布,孔隙率和表面粗糙度是密切相关的。对此,飞纳台式扫描电镜可以为科研或生产人员提供多种有效表征方案。

陶瓷的晶粒尺寸和微观结构会影响材料的性能。扫描电镜(SEM)图像用于量化晶粒尺寸和分布,可以指导陶瓷的生产条件,通过优化晶界和微观结构,以满足特定性能指标的需求。

陶瓷晶粒尺寸和面积

对于下图的高级陶瓷加热元件材料,背散射电子探测器(BSD)图像显示了不同材料衬度。这样可以轻松确定晶界并分析陶瓷材料的扫描电镜(SEM)图像,以确定晶粒尺寸和面积。

陶瓷加热元件的背散射电子图像


相同陶瓷加热元件的背散射电子图像


许多陶瓷材料可以通过烧结产生所需的机械性能。使用背散射电子图像可以量化晶粒尺寸和覆盖率。将全景拼图与飞纳台式扫描电镜(Phenom SEM)结合使用,自动进行数据采集与统计分析,实现完整的分析工作流程。

30 张扫描电镜(SEM)图的拼接图像(左下方)。总采集时间不到 3 分钟。分析拼接图像的晶粒晶界,如右下方所示,结果显示此陶瓷样品的黑色为 5%,灰色为 78%,白色为 17%。利用晶粒尺寸与分布数据可对加工条件进行优化,以满足产品要求。

高级陶瓷材料的 30 张 Phenom SEM 图像的拼图(左)和晶粒分析图像(右)

除此之外,你还可以使用飞纳电镜提供多种模块,对陶瓷材料更全面的表征,有了这些工具,你的文章再也不缺炫酷的图表数据啦。

下图1,利用颗粒系统,对第二相进行晶粒度统计,并导出柱状图;图2,对材料表面进行 3D 立体重建,也可以进行粗糙度测量;图3,利用纤维系统,对陶瓷纤维直径与方向进行统计;图4,利用能谱对材料进行元素成分分析。


复纳科技  2020-12-21  |  阅读:2437
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