12月19日-22日,大灣區顯微科學(xué)與技術(shù)聯(lián)盟2024冬季論壇在松山湖材料實(shí)驗室舉行,一百余位業(yè)內權威專(zhuān)家齊聚,共同探討了近使役條件下材料結構基礎研究的關(guān)鍵問(wèn)題。會(huì )上,大灣區顯微科學(xué)與技術(shù)研究中心最新引入的國儀量子SEM5000X蠕變電鏡系統受到了廣泛關(guān)注。
大灣區顯微科學(xué)與技術(shù)聯(lián)盟2024冬季論壇會(huì )議現場(chǎng)
與會(huì )嘉賓參觀(guān)SEM5000X蠕變電鏡系統(后排參觀(guān)嘉賓從左至右分別為:朱敏潔、馬秀良、張澤、陳立東、吳波、楊立新)
高溫合金、耐熱鈦合金等先進(jìn)結構材料對高效能源轉化裝置的發(fā)展具有決定性作用,是影響國防安全與高端制造業(yè)發(fā)展的戰略性關(guān)鍵材料。對這類(lèi)先進(jìn)結構材料的研究而言,傳統的力學(xué)性能測試與顯微結構分析往往是分開(kāi)進(jìn)行的,這讓我們難以真實(shí)了解材料在實(shí)際服役條件下的行為規律。
為了解決在使役條件下對材料性能與顯微結構間關(guān)系的研究難題,國儀量子基于自主研制的超高分辨場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡SEM5000X,結合祺躍科技的原位蠕變測試系統,打造了國內首套全國產(chǎn)的蠕變電鏡系統。
那么,蠕變電鏡究竟是一套什么樣的系統?能為材料科學(xué)研究帶來(lái)哪些創(chuàng )新呢?
什么是蠕變電鏡?
國儀量子電鏡解決方案部經(jīng)理鄭健萍介紹,SEM5000X蠕變電鏡系統不僅是臺高分辨的電鏡,還是一套先進(jìn)的材料研究平臺。它通過(guò)“空間換時(shí)間”的方法,將傳統固定在電鏡內部的原位儀器革新到電鏡腔體之外,從而滿(mǎn)足上百小時(shí)、甚至上千小時(shí)的材料性能與微觀(guān)結構的同步實(shí)時(shí)表征。
點(diǎn)擊觀(guān)看
SEM5000X蠕變電鏡性能如何?
這套蠕變電鏡系統性能卓越,SEM5000X實(shí)現了0.6 nm@15 kV和1.0 nm@1 kV的超高分辨率成像。當配合蠕變系統后,它能8×10-4Pa真空度下,連續100個(gè)小時(shí),對材料施加最大4000N的力、最高1200℃的溫度耦合加載,實(shí)時(shí)觀(guān)察材料的微觀(guān)結構變化。
能用于哪些研究?
目前,SEM5000X蠕變電鏡系統可以實(shí)現室溫條件下的拉伸、壓縮、三點(diǎn)彎曲,以及高溫下的拉伸、蠕變等試驗,同時(shí)對材料的微觀(guān)結構進(jìn)行表征分析,也可以結合EBSD探測器,分析材料在試驗過(guò)程中的晶相、物相結構演變。也可以模擬材料在服役過(guò)程中的受力、力熱耦合場(chǎng)景、并可向蠕變腔體通入一定氣氛,模擬材料的服役環(huán)境條件。此外,這套系統還可以升級加配疲勞測試系統、低溫測試系統、電化學(xué)測試系統等,以及離子輻照模塊,滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的測試需求。
SEM5000X蠕變電鏡系統實(shí)現了在納米尺度下,觀(guān)察材料在高溫蠕變過(guò)程中的結構演變和環(huán)境損傷情況,實(shí)現了結構表征與性能測試的完美結合,整體性能達到國際領(lǐng)先水平。
從高溫合金的蠕變機理研究到航空發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵部件的性能評估,從先進(jìn)納米材料的結構表征到高端芯片的研發(fā)制造,這套SEM5000X蠕變電鏡系統正在大灣區顯微科學(xué)與技術(shù)研究中心發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。未來(lái),它不僅能突破傳統材料測試的局限,更將為我國先進(jìn)結構材料的自主創(chuàng )新打下堅實(shí)基礎。
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