应用

相关力学显微镜

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应用概述

材料科学的核心主题之一是微观结构与力学性能之间的关系。力学显微镜技术为同时测量微观结构与力学性能提供了一种强大的新方法。

EDS（能量色散 X 射线光谱）和 EBSD（电子背散射衍射）等分析技术可对局部成分以及晶体结构和取向信息进行表征。这些技术与纳米压痕测绘相结合，通过我们所称的“相关力学显微镜”，为材料的结构、成分和力学性能之间的关系提供了新的见解。

应用示例

晶粒各向异性

多晶材料如金属和陶瓷由无数微小的晶粒组成，其性质常随晶粒取向而变化，即晶粒各向异性。基于EBSD的关联力学显微镜是研究这种各向异性对局部力学性能影响的理想工具！

在此示例中，商业纯钛展现出极高的各向异性，相邻晶粒的力学性能差异超过2倍！这表明其通过锻造技术利用晶体结构纹理实现强度提升的巨大潜力。

纳米压痕与 EBSD
相关技术

相位解卷积

组合相位去卷积

从具有非常相似或重叠性质的不同材料中提取相级特性是一项极具挑战性的任务。统计和聚类方法通常会假设这些材料属于单一相。相关力学显微镜结合能谱分析（EDS）可解决这一问题。

在此示例中，Ni-Ta 扩散偶被用作组合库，以研究各种 Ni-Ta 合金成分和金属间相。其中一些相具有重叠的属性，但成分范围截然不同。通过使用相关 EDS 与纳米压痕映射，可以轻松识别所有相。更多详情，请参阅《Small Methods 6 (2022) 2101084》。

纳米压痕与 EDS
关联技术

令人惊叹的关联！

“超凡脱俗”的关联！

陨石字面意义上具有地外微观结构：它们来自地球之外！这些结构形成于极端冲击和极慢冷却速率的环境中。为了更好地理解这些复杂材料，相关力学显微镜（Correlated Mechanical Microscopy）是确定其结构-成分-力学性能关系的关键工具。

在此例中，对在西伯利亚偏远地区发现的塞姆恰恩陨石碎片进行探测，以考察其内部含有的各种相和成分梯度。相关力学显微镜能够轻松揭示各种相的成分、晶体结构及取向。

纳米压痕、EDS 和 EBSD
相关技术

理解增材制造（AM）工艺

理解增材制造微观结构

增材制造技术正通过实现复杂3D零件几何结构的轻松制备，以及新型微观结构的形成，彻底改变现代制造业。通过相关力学显微镜技术，对这些微观结构与力学性能之间的关系进行研究变得更加便捷。

在此示例中，通过激光粉末床熔融（Laser Powder Bed Fusion，简称 L-PBF）增材制造的316L不锈钢“鱼鳞”微观结构，其力学性能与对应的晶粒取向关系均得到了揭示。

纳米压痕与 EBSD
相关技术

表面处理

氮化是一种常见的表面处理方法，用于硬化钢的表面。氮在钢中可作为硬化剂，其作用类似于碳，但不会导致钢的韧性显著降低。相关力学显微镜技术可确定氮化过程的有效深度，并观察不同氮化相的演变。

在此例中，对通过气体氮化处理的31CrMoV9钢（1.8519）进行了研究。微观结构趋势与金相分析及能谱氮浓度测量结果吻合良好。力学显微镜成功揭示了气体氮化钢表面白层中两种相的存在，以及氮化表面与铁素体基体之间的力学性能梯度。

纳米压痕、EDS 和 EBSD
相关技术

应用说明

成分梯度相关力学显微镜（配有能谱分析）

<p>应用笔记封面：EBSD与EDS联用在复杂微观结构中的相关力学显微镜技术</p>

相关力学显微镜与EBSD和EDS联合技术在复杂微观结构中的应用

<p>应用笔记封面：结合EBSD的关联力学显微镜技术用于取向-性能关系及各向异性研究</p>

相关力学显微镜与EBSD结合研究取向-性能关系及各项异性

核材料的力学显微镜研究--锆合金中的氢化物

表面处理的力学显微镜观察：氮化钢

<p>应用笔记封面：金属指纹——利用相关力学显微镜揭示面心立方镍的弹性各向异性</p>

金属指纹——通过相关力学显微镜揭示面心立方镍的弹性各向异性

Ni-Mo扩散偶的operando力学显微镜观察

基于相关力学显微镜的高通量超合金研究

金属指纹——通过相关力学显微镜观察钛的各项异性

相关力学显微镜

应用概述

应用示例

晶粒各向异性

纳米压痕与 EBSD

组合相位去卷积

纳米压痕与 EDS

“超凡脱俗”的关联！

纳米压痕、EDS 和 EBSD

理解增材制造微观结构

纳米压痕与 EBSD

表面处理

纳米压痕、EDS 和 EBSD

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