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扫描电镜及能谱在机械零部件中的应用

  扫描电镜及相应附件已成为机械零部件研究和生产过程中发现问题的有利手段。随着扫描电镜分辨率及自动化程度的提高以及附件装置的增多。在SEM下可完成越来越多的材料分析表征工作。因此,充分利用扫描电镜的优势将为汽车、机械装备的大发展、大创新做出巨大的贡献。

1、扫描电子显微镜和能谱仪的原理

  扫描电镜是由电子枪发射电子束,通过电子束轰击试样,使试样表面激发出物理信号,通过收集这些物理信号而获得图像。扫描电镜样品尺寸范围较大,一般可配备直径为15Cm的样品台。样品制备比较简单,经清洗即可,样品在样品室内可以作三维空间平移及90°内旋转,可多角度观察样品,有利于分析断裂形状不规则的样品,景深大,图像立体感强,图像放大范围宽,分辨率高;电子束对样品的损伤小。另外,新型扫描电镜配备相应附件还能进行动态观察等。

  能谱仪是通过高能量电子束照射样品,样品原子受激发产生特征X射线,通过收集X射线的特征能量确定元素类型。能谱仪可以同时探测多种元素,分析速度快,能在几分种内对10~11个元素进行定量和定性分析。

2、实际应用

2.1 钢的金相组织观察

  扫描电镜除可以观察光学显微镜下可观察到的组织外,还能对光学显微镜下不能分辨的显微组织进行分析,如可对光学显微镜下很难辨别的隐针状马氏体、索氏体进行形貌观察。其次,可对显微组织精细结构分析,如上贝氏体中铁素体和渗碳体两个相的形态、条状马氏体的细小板条状的形态等。再次,对各种金属间化合物相、碳化物相及氮化物相、铌化物相等进行观察。扫描电镜还可进行其他金相分析,如钢铁组织中不均匀带、晶粒形状大小、含硫钢中硫化物形态观察、夹杂物分布形态观察、裂纹形貌观察、粗大晶界形态观察以及晶界处夹杂物或第二相观察等。图1为35CrMo钢调质组织,为均匀的、具有针状及板条特征的回火索氏体,呈黑色的小块状的未溶铁素体。

 

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