SEM table d'étirage in situIl est principalement utilisé pour observer les processus dynamiques de déformation et de rupture des matériaux sous l'action de charges mécaniques en temps réel à l'échelle microscopique, révéler la relation entre la microstructure et les propriétés des matériaux, optimiser les processus de préparation des matériaux et soutenir la recherche et l'application de nouveaux matériaux. Voici les directions d'application spécifiques:
I. révéler la relation entre la microstructure et la performance des matériaux
Mécanisme de déformation d'observation dynamique
Lors de tests mécaniques tels que la traction, la compression, la flexion, etc., les changements dans la microstructure de la surface du matériau (tels que la génération de bandes de glissement, l'éruption et la propagation de fissures, le comportement de changement de phase, etc.) sont capturés en temps réel, combinés à des courbes de contrainte - déformation pour quantifier l'impact de la microstructure sur les propriétés du matériau.
Exemple: dans la recherche sur les matériaux métalliques, il a été constaté par des observations in situ que le glissement des joints de grains induisait des branches fissurées, améliorant ainsi la ténacité du matériau; Dans le matériau céramique, observer le mécanisme de passivation de la pointe de fissure à haute température, guider la conception de la structure trempée.
Tests de couplage Multi - Champs
Intégration de modules environnementaux à haute température (jusqu'à 1200 ° c), basse température (- 190 ° c) ou champs électriques, magnétiques, etc., simulant le comportement des matériaux dans des conditions réelles de service.
Cas: Étude de la répartition des contraintes résiduelles sous cycle thermique d'alliages à haute température utilisés dans les aubes de moteurs d'aviation, ou de l'expansion volumique et de l'éruption de fissures dans les matériaux d'électrode de batterie lors de la charge et de la décharge.
II. Optimiser le processus de préparation des matériaux
Surveillance en temps réel du processus de préparation
Observez les changements de topographie des matériaux pendant le traitement thermique, le frittage, le dépôt de revêtement et d'autres processus pour déterminer les meilleurs paramètres de processus.
Exemple: lors de la préparation d'alliages d'aluminium à haute résistance, il a été constaté que le contrôle de la température de traitement thermique permet d'atteindre un équilibre entre résistance et ténacité grâce à une table d'étirage in situ; Dans la recherche sur les matériaux composites, la force de liaison interfaciale des fibres à la matrice est optimisée.
Analyse de défaillance
En combinaison avec l'EBSD (diffraction par rétrodiffusion d'électrons) ou l'EDS (analyse spectroscopique d'énergie), la localisation de l'origine microscopique de la rupture du matériau (par exemple, inclusions, trous, défauts de joints de grain) fournit une base pour l'amélioration du processus.
Iii. Recherche et application de nouveaux matériaux
Développement de matériaux énergétiques
Étudier les variations de volume des matériaux d'électrode négative des batteries lithium - ion dans les cycles de charge et de décharge, ou la stabilité interfaciale des matériaux d'électrolyte solide, guide la conception des matériaux.
Support de données: microimagerie résolue à l'échelle nanométrique par une table d'étirage in situ à des températures élevées de 1200 ℃, révélant le mécanisme de fluage des alliages à haute température.
Matériaux biomédicaux
Observer le comportement de déformation des Biomatériaux tels que les hydrogels, les films macromoléculaires et autres lors de l'étirage, évaluer l'adéquation de leur biocompatibilité avec leurs propriétés mécaniques.
Cas: atteindre un équilibre de haute résistance, de haute ténacité et de haute biocompatibilité en modifiant la structure du matériau et les proportions des composants.
Nanomatériaux et revêtements
Étudier le comportement de décollage Interfacial des composites renforcés de nanoparticules, ou la résistance à l'écaillage des revêtements durs lors de l'abrasion par friction.
Percée technologique: la table d'étirage à haute température in situ de la recherche et du développement de la technologie de 祺yue a attaqué le puzzle d'interférence électromagnétique du détecteur électronique secondaire et du module de chauffage, réalisant une imagerie stable avec une résolution de 10 nm à 1200 ℃.
Iv. Avantages techniques et produits typiques
Fonctions de base
Chargement de haute précision: plage de charge de 10n à 5000n, précision de déplacement jusqu'à l'échelle nanométrique (par exemple 100nm), prise en charge du mode de chargement à vitesse constante ou à force constante.
Tests multimodaux: plusieurs tests mécaniques tels que la traction, la compression, la flexion, le cisaillement, la fatigue peuvent être réalisés et des images SEM peuvent être acquises de manière synchrone avec des données mécaniques.
Adaptabilité environnementale: module intégré de refroidissement à l'azote liquide ou de chauffage par résistance, prenant en charge les tests de changement de température de - 190 ℃ à 1200 ℃.