透射电镜与扫描电镜

透射电镜与扫描电镜的应用
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芳纶纤维与浆粕材料界面结构的TEM表征
【关键词】:芳纶纤维;浆粕;界面;TEM;表征
【摘要】:采用透射电镜(TEM)对芳纶纤维/浆粕界面特征进行表征,探讨了界面微观结构与芳纶纸基材料综合性能的相关性。TEM观察结果表明,不同制造工艺的纤维,其微细纤维的精细程度有较大差异;热压过程并没有使得芳纶微纤维间熔融为一体,而是在纤维与基体间形成一个相互交叉的过渡区界面。界面的结构也不尽相同,纤维与浆粕间界面结构或形成镶嵌的 “钉扎型”,或形成“间隙型”界面。这些结构对纤维与浆粕间的结合性能造成明显差异,因而对纸张物理性能也有明显的影响。
微观分析和表征芳纶纤维和浆粕及其界面的黏结状态和结构特性,可以更加明确纸基材料的结构特点。透射电镜(transmitting electric microscopy, TEM)被广泛地应用在结晶态和非结晶态高聚物内部结构的形貌以及高聚物的晶体结构、形状和分布表征中。用TEM对芳纶纤维,
以及其与浆粕间形成的界面进行表征,研究了芳纶纤维和浆粕的界面黏结性能及其与成纸性能的相关性。
扫描电镜的原理和特点
扫描电镜是聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。由电子发射出的电子束,在加速电压的作用下,经过电磁透镜会聚成一个细小的电子探针,在末级透镜上部扫描线圈的作用下,电子探针在试样表面作光栅状扫描。高能量电子与所分析试样物质相互作用,会产生各种信息。所获得各种信息的二维强度和分布与试样的表面形貌、晶体取向及表面状态等因素有关,所以通过接收和处理这些信息,便可以得到表征试样微观形貌的扫描电子图像。扫描电镜具有场深大、放大倍数范围大(一般为 20~200000倍)、不必经常对焦等特点,对于相组成的非均匀材料便于低倍下普通和高倍下放大观察分析。它还具有相当的分辨率,可达 2~6nm,所成图像富有立体感、真实感、易于识别和解释。同时它的自由度大,可对试样作三维移动,试样制作简单,表面无需进行特别处理。扫描电镜在金属材料分析与研究中的应用主要包括断裂失效分析、产品缺陷原因分析、微区成分分析等等。
扫描电镜对高分子材料脆性断裂的研究。
【关键词】扫描电镜;高分子材料;脆性断裂
【摘要】扫描电镜是利用静止的或在样品表面做光栅扫描的一束精细聚焦的电子束 ,轰击样品表面产生各种信号二次电子、背散射电子、俄歇电子、特征射线及不同能量的光子等 ,利用电磁透镜系统成像,对固体材料进行分析的仪器。利用扫描电镜捕捉物质微区信息具有分辨高、放大倍数大、景深大、立体感强、样品制备简单的优点,广泛应用于生物、地质、固体物理、电子及材料等科学领域。主要用于观察微米及纳米范围内的各种现象。由于具有分辨率高、纳米级、景深大而且可以从几十倍到几万倍连续放大,因此自问世以来就成为材料研究和失效分析的利器。灯箱广告制作
1.扫描电镜在高分子材料失效分析中的应用智能卡制作
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由金属材料及其构件失效所造成的严重后果已引起人们对失效研究的高度重视,而对非金属材料及构件失效的研究相对较少。然而,随着非金属构件的广泛应用,由此而产生的失效逐渐增多。因此,对非金属材料及构件的失效的研究,受到人们的普遍关注。
扫描电子显微镜在金属材料失效分析、表面缺陷分析以及能谱分析(EDS)在微区成分分析中具有广泛应用,说明了扫描电子显微镜对金属材料科学发展的贡献。
扫描电镜金属材料失效分析表面缺陷随着材料、医学、生物等学科的不断发展及科学技术的不断进步,扫描电子显微镜(SEM)的装置和质量有了较大的改进,分辨率和放大倍数也越来越高,功能越来越齐全。数字化扫描电子显微镜的出现,使扫描电子显微镜完全由计算机控制,操作更加简单、方便。扫描电子显微镜主要用于各种材料的微观分析和成分分析,并可用多种物理信号对材料样品进行综合分析,且具有可以直接观察较大试样、放大倍数范围宽和景深大等特点,因此,在科研、工业产品开发、质量管理及生产在线检查方面发挥着重要的作用。已经成为材料科学、生命科学和各生产部门质量控制中不可缺少的工具之一。扫描电子显微镜与其它近代测试技术相结合用来研究原材料的结构形态与材料生产工艺、性能的关系,研究材料的微观结构、物相组成与其性能的关系,寻改进材质的途径和研制预见性的新材料。
2.扫描电镜对高分子材料脆性断裂的研究
几乎所有的固体高分子材料在脆性断裂时都能在断面上形成镜面区、雾状区和粗糙区这三个特征区域(如图
各个工业部门广泛使用着大量的、不同种类的金属材料及其构件,这些材料或构件在载荷
、温度、介质等力学及环境因素作用下,经常以磨损、腐蚀、断裂、变形等方式失效。严重的失效事故甚至会造成人身伤亡。为了避免和防止类似事故的发生,并提出预防和监视使用的措施,人们常常借助扫描电镜,根据断口学原理判断断裂性质(如塑性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、氢脆断裂等),追溯断裂原因,调查断裂是跟原材料质量有关还是跟后续加工或使用情况有关等等。从而促进新材料、新工艺、新技术的发展、对产品设计、制造技术的改进,对材料及零件质量检查、验收标准的制定、改进设备的操作与维护,对促进设备监控技术的发展等方面均起重要作用。金相显微镜虽然可以直接观察大块试样很方便,但其分辨率、放大倍数和景深都比较低。因此在一定程度上限制了它们的适用范围。扫描电子显微镜的样品制备简单,可以实现试样从低倍到高倍的定位分析;在样品室中的断口试样不仅可以沿三维空间移动,还能够根据观察需要进行空间转动,以利于使用者对感兴趣的断裂部位进行连续、系统的观察分析;扫描电子显微断口图像因真实、清晰,并富有立体感,在金属断口和显微组织三维形态的观察研究方面获得了广泛地应用。
压花设备5总结
以上所述仅仅是扫描电子显微镜在金属材料研究中应用的几个方面。扫描电子显微镜分析功能的多样化和智能化,将为金属新材料、新工艺的探索和研究起到重要作用。电镜在材料科学微区信息提取方面有不可代替的优势。随着材料科学和高科技的迅速发展,各种行业对检测技术水平的要求日异提高,可以预测扫描电镜将以其拥有的优势进一步发挥它的作用。
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