利用环境扫描电子显微镜原位监测木材的断裂过程

在环境扫描电子显微镜样品舱内低真空模式下,对鱼鳞云杉微切片试样进行原位纵向拉伸试验。并对原位监测裂纹的产生、开裂及扩展的全过程进行研究,拍摄了整个过程的录像并存储了相应的图片,同时记录了载荷——时间曲线。分析了径向面(LR面)裂纹扩展系统的断裂路径和机理。

基于环境扫描电镜的联合成像表征操纵及微加工设备功能群

环境扫描电子显微镜是在扫描电子显微镜基础上引入可以进行在含水条件下观察非导电性样本的相关技术,因此其极为适合生物样本的观察。基于环境扫描电子显微镜平台,本课题组发展了一整套集形貌观察、物性测量、三维微操控和电子束微加工为一体的设备功能群,集经典生物医学研究方法:表征、解剖、取样、标记,延伸入微、纳米介观层次,为更加深入研究生物医学问题提供实用的工具。本文对此进行了详细地说明和介绍,并举例说明其在医学、材料、微弱力测量和微加工等方面的应用。

扫描电子显微镜低真空模式的应用

低真空模式是扫描电镜的一种新型观测模式,它的最大特点是可以对不导电样品直接进行观察。这样既避免了不导电样品表面由于电荷累积产生的假象,又省去了对样品表面进行导电喷镀,还有利于不导电样品其他信息的检测与分析。此外,扫描电镜低真空模式还可以对低致密度或多孔样品进行直接观察,这是高真空模式无法取代的。

低真空环境下四极杆质量分析器灵敏度仿真研究

为了实现低真空环境下质谱仪的质量分析,提出了利用Langevin碰撞理论模拟低真空环境下离子运动轨迹的方法,该方法可以更准确地反映离子的运动状态。针对四极杆质量分析器,在COMSOL Multiphysics中搭建了适用于低真空环境的离子运动仿真平台。利用该平台仿真得到了低真空条件下,背景气体压强、离子质荷比、背景气体质量、离子初始能量、四极杆半径以及温度对四极杆质谱仪灵敏度的影响。仿真结果表明,随着压强升高,质谱仪灵敏度降低,通过改变离子操作模式,可以削弱由压强变化引起的灵敏度降低,这为低真空质谱仪的设计提供参考。

扫描电镜低真空模式在纤维表面形貌分析中的应用

本文以桉木浆为例,研究了扫描电镜低真空模式在纤维表面形貌分析中的应用,并就扫描电镜加速电压等参数对于成像效果的影响进行了探讨。结果表明,在低真空模式下,未经镀金处理的桉木浆纤维成像效果良好,设置加速电压为15kV,工作距离为5.5-7mm,真空度为10Pa时成像效果最佳。

环境扫描电镜在牙本质湿黏结界面观察中的应用

用环境扫描电镜低真空模式观察新鲜制备的牙本质湿黏结样本。通过对条件的比较，发现在样品室气压1．19×10^2～1．30×10^2Pa，加速电压15kV，柬斑4．0，工作距离8．5～11mm这一条件下，牙本质湿黏结样本变化小，充放电现象少，能获得满意的结果。

大型高超声速风洞真空模式调试及流场性能校测

未来先进飞行器飞行高度不断增大,对风洞试验模拟能力的要求不断提高,需要高超声速风洞具备更低真空的运行能力,常规多级引射系统已不能完全满足要求。为提高风洞试验高度模拟范围,中国航天空气动力技术研究院(CAAA)在新建Φ1.2 m高超声速风洞基础上设计专用真空排气支路,实现了风洞压力真空模式运行。风洞系统调试及校测结果表明:经能力提升改造后,风洞各分系统工作正常且均达到性能设计指标,实现了马赫数5~8、高度40 km以上的高空低雷诺数高超声速试验条件模拟能力,试验段均匀区流场指标满足GJB 4399-2002高超声速风洞气动力试验的相关要求,为高空条件下飞行器气动特性及复杂高超声速流动问题的研究提供了试验平台。

弹性微柱阵列基底影响肿瘤细胞黏附状态及相关生物力药理学研究

基质微尺度形貌与力学环境是影响肿瘤发生、发展及其治疗敏感性的关键因素。本研究利用光刻法加工硅模板,联合复制塑模法,制备了5μm和10μm两种不同长度的PDMS微柱阵列基底,采用环境扫描电镜的低真空模式观察了培养在相应基底上MCF-7肿瘤细胞的形貌差异。同时,利用流式细胞仪研究了弹性基底影响紫杉醇对肿瘤细胞生长的抑制作用。结果显示,相对长的微柱陈列,切向弹性系数低,可阻碍MCF-7细胞的铺展,并增加肿瘤细胞对化疗药物紫杉醇治疗的敏感度。本研究突出了基底切向结构、力学微环境,以及所引发的生物力药理学行为,为优化肿瘤研究提供了新的视角。

面向海洋应用的低真空质谱仪操作模式研究

为使质谱仪能够在低真空环境下进行质量分析,扩展其在海洋科学领域的应用,研究了适用于低真空环境的质量分析操作模式。针对圆柱形离子阱质量分析器,在COMSOL Multiphysics中基于Langevin碰撞理论搭建了低真空环境离子运动仿真平台。利用该平台模拟了不同低真空条件下,射频电压频率、射频电压零峰值、离子阱尺寸等参数对质谱仪分辨率和灵敏度的影响。结果表明,增大射频电压频率、减小离子阱尺寸等操作模式可适用于低真空环境质量分析。

超低碳钢RH真空深脱碳模式的优化

目前武钢有限炼钢厂生产的超低碳汽车板钢,真空深脱碳时间较长,本文从真空深脱碳的热力学及动力学条件入手,采用真空水循环泵+真空蒸汽喷射泵的组合泵系统模式预抽真空度,依据钢水到站温度和钢水中游离氧含量的不同,建立三种深脱碳模式:非顶枪吹氧自然脱碳模式、MFB顶枪吹氧强制脱碳模式,MFB顶枪吹氧强制脱碳及吹氧升温模式,优化工艺,在保证钢水碳含量达标的前提下,减少真空深脱碳的平均时间4 min以上。

马钢低氧条件下的RH高效脱碳实践

钢水顶渣改质程度对300吨RH真空脱碳效率有显著影响。通过优化转炉底吹模式,降低转炉出钢氧含量,对顶渣适度改质,为RH提供良好初始条件,可有效提升RH深脱碳速率。