离子束截面抛光-电子探针仪分析在SiC_p/Al复合材料相结构研究中的应用

SiC颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/Al),由于其结构复杂且各组成单元之间的物理、化学性质存在明显的差异,因而在试样制备、微观结构表征等工作中存在一定困难。利用离子束截面抛光(CP)制样技术结合电子探针X射线分析仪(EPMA)分析,提出了一种适宜解析这种复合材料微观相结构的方法。试验结果证实:该方法效果明显,结果直观、可靠;并可推广到类似材料的微观结构精细解析研究中。

电解铜箔截面微观组织的EBSD分析

目的通过树脂包埋结合离子截面抛光的制备方法,实现铜箔样品的截面EBSD分析,进而利用截面EBSD分析方法探究电流密度对铜箔组织性能的影响。方法通过使用热固性树脂对铜箔进行包埋,使用加热平台使胶体凝固,对得到的包埋好的铜箔试样在砂纸上进行截面打磨,放入截面离子抛光仪中进行离子切割,样品制备完成后,将样品取下。使用电子背散射(EBSD)作为电镜附件,进行晶体学取向的表征。结果结合截面微观组织的EBSD分析方法,分析了电流密度对铜箔组织性能的影响,结果表明,随着电流密度的增大,电解铜箔的晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势,孪晶密度和位错密度呈现出先增大后减小的趋势,抗拉强度在45 A/dm^(2)时达到最大547.05 MPa。结论该方法可以利用EBSD分析软件自动分析铜箔截面的晶粒粒度分布、孪晶密度等,并将这些微观结构特征与力学性能结果进行详细对比分析,验证了电流密度对铜箔组织和性能的显著影响。

RB-SiC亚表面损伤检测及其旋转超声磨削亚表面损伤特征

分别采用截面抛光法(包括以硅片作陪衬与以聚酯作陪衬两种形式)和界面黏接法检测了反应烧结碳化硅(Reaction Bonded SiC,RB-SiC)旋转超声磨削加工的亚表面损伤。为确定其中的最佳检测形式,采用表面破碎层深度、最大破碎层深度、平均裂纹深度、最大裂纹深度4个亚表面损伤评价指标对两种方法分别检测到的RB-SiC旋转超声磨削亚表面损伤进行对比分析。结果显示:截面抛光法(硅片作陪衬)检测到的4个指标值依次为3.30μm、6.59μm、8.64μm、17.44μm;截面抛光法(聚酯作陪衬)检测到的4个指标值依次为5.71μm、14.33μm、15.36μm、54.82μm;而界面黏接法检测到的4个指标值依次为9.19μm、19.45μm、13.04μm、32.20μm。试验结果表明,截面抛光法(硅片作陪衬)检测的精度更高,检测的亚表面损伤更符合实际情况。最后,基于此方法,对旋转超声磨削RB-SiC材料的亚表面损伤特征进行了总结。

金属电子背散射衍射试样的制备技术

电子背散射衍射样品的制备质量对其成像效果的影响至关重要,着重介绍了几种有效的样品制备方法。试验证实,与其他方法相比,机械-化学抛光法具有设备简单、易操作及效果明显等优点。

电子背散射衍射技术在Mg/Al金属焊接中的应用

电子背散射衍射(EBSD)可以提供晶体结构、晶体取向、相分布及鉴别、晶界、应力应变分析等信息,是有效的材料分析方法。离子束截面抛光具有无剪切应力残留,无磨料污染,无划痕,试样损伤小等优点,适合于Mg/Al异种金属焊接层试样的制备。利用EBSD可以快速准确地观察Mg/Al异种金属焊接层母材Al相、Al侧过渡区、扩散区的晶粒形状、尺寸及分布情况。根据Mg/Al异种金属焊接层各相的EBSD菊池衍射花样及能谱的定性定量结果,实现了对焊接层的相鉴定、织构、晶界角的分析。

氮化硅陶瓷球面磨削亚表面损伤研究

对磨削加工后的氮化硅陶瓷球面元件进行亚表面损伤深度研究,分析亚表面损伤产生的原因。采用圆形截面抛光法,获得不同磨削工艺参数组合下的氮化硅陶瓷球面元件磨削亚表面损伤深度值。实验研究砂轮磨粒尺寸、砂轮线速度、砂轮直径、进给速度等对元件亚表面损伤深度的影响。结果表明,在实验条件下,亚表面损伤深度随砂轮直径、砂轮线速度的增大而减小,随砂轮磨粒尺寸和进给速度的增大而增大。基于单颗磨粒法向磨削力和当量磨削厚度结合实验结果采用回归分析方法建立了亚表面损伤深度预测模型,可用于指导磨削工艺参数优化和后续光整加工阶段加工余量分配。

CP-SEM在锂离子电池材料分析的应用

CP-SEM(截面抛光-扫描电子显微镜)是一种常见的材料表征技术,因其具有无结构破坏、无机械损害的特点,已在新能源、冶金、生物医药等领域得到了广泛应用。通过对近期相关文献的探讨,综述了CP-SEM在锂离子电池材料分析中的应用。包括:(1)利用CP-SEM观测W掺杂LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)颗粒截面,探究LiNi_(0.9)Co_(0.1)O_(2)的循环稳定性和倍率性能提高的机理;(2)利用CP-SEM观测不同充电终止电压对LiNi_(0.6)Co_(0.2)MnO_(2)材料结构,研究过充对其性能的影响;(3)利用CP-SEM观测容量衰减的高镍/硅氧碳软包电池的正负极极片截面,识别出电池容量衰减主要来源于负极;(4)利用CP-SEM表征隔膜的截面的微观结构,对隔膜的涂层厚度和材料进行定性定量分析;(5)利用CP-SEM表征不同ZrO_(2)添加量的PVA基复合隔膜结构,评价电池的循环性能。