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    島津場發射型電子探針顯微分析儀對金屬材料疲勞斷裂面的分析

    時間:2021-12-30 來源:本站 點擊:183次

    通常,金屬材料中的內部夾雜物可能成為疲勞源。為評價金屬材料的疲勞強度,本文使用場發射型電子探針顯微分析儀(島津EPMA-8050G)來觀察夾雜物微觀特征以及確定其所含元素分布情況。
    斷裂面的狀態觀察
    1.png

    1金屬材料破面光學顯微鏡觀察
    2.png

    2 夾雜物SEI觀察

    為了研究疲勞試驗后金屬材料的斷口特征,使用光學顯微鏡和EPMA-8050G進行觀察,如圖1、圖2所示,斷裂起源于內部的夾雜物。
    夾雜物的分析
    使用EPMA對該夾雜物成分進行面分析,如圖3所示,夾雜物主要含Al、Mn、O、S元素。為了判斷Al的化學結合狀態,可借助EPMA進行狀態分析,如圖4所示,通過比較夾雜物(圖3b)的黃色○部)和標準樣品(Al、Al2O3)的Al Kβ線和sKα的峰形,可以確認夾雜物為Al2O3。面分析結果也顯示元素OAl、SMn具有位置上一一對應關系,綜合以上分析,判定夾雜物為氧化鋁(Al2O3)和硫化錳(MnS)。

    3.png


    3 夾雜物的元素面分析
    aSEI  bBSEI  cO元素分布 dAl元素分布 eS元素分布 f Mn元素分布

    4.png

    4  Al元素狀態分析
    (上:Al Kβ線、下:Al sKα線)

    島津公司高端場發射電子探針顯微分析儀EPMA-8050G具有以下特點:
    ①搭載高亮度肖特基發射體,實現大束流超高靈敏度分析(3.0 μA,加速電壓30 kV);
    ②二次電子圖像最高分辨率3nm;
    52.5°的高取出角最大限度減少X射線被吸收;
    ④使用Johanson型全聚焦分光晶體,同時實現高靈敏度、高分辨率分析。



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