研究生课程材料分析测试与显微技术教学改革与实践

材料分析测试与显微技术课程是一门实践性、应用性很强的课程,也是化学、物理、材料等专业研究生培养体系中的基础课程.结合该课程的特点与我校近年来的教学实际,从优化更新教学内容、建立网络平台与虚拟操作平台、增加与教学配套的实践环节,让研究生参与教师具体的科研项目、构建研究型教学模式、建立新型的多元化课程考核体系等方面进行了该课程的综合改革,大大增强了学生的创新意识与学习兴趣,提升了学生的综合素养,为未来工作、科研夯实了坚定的基础,达到了令人满意的教育教学效果.

扫描电镜在“材料分析测试方法”课程中的教学改革探索

针对当前“材料分析测试方法”课程在扫描电镜(SEM)分析教学中存在的问题,本文拟采用科研驱动模式,将学术论文中涉及到的SEM分析方法应用于该课程的教学改革中。通过对高水平文献中利用SEM对样品进行微观形貌、断口和成分三大分析的内容讲解,不仅可以有效达成教学目标、显著提高教学效果,而且能够锻炼学生的科研思维能力和科技创新能力。这一教学模式对促进该课程其他模块教学的有益效果值得进一步发掘,相关经验拟在今后授课中总结。

一种新型的金相显微硬度自动分析测试方法

针对目前计算机数字图像分析技术对维氏硬度进行分析的自动化程度较低的现状,提出了一种将小波多分辨率理论用于金属表面维氏硬度实验压痕进行自动分析的方法.对压痕采样信号进行小波分解,分别对db7小波基分解的细节和逼近进行分析判断,从而得出在压痕边缘上与采样线的所有交点,应用最小二乘法拟合出压痕的边缘直线,对提取压痕进行尺寸标定,得到压痕的对角线实际几何尺寸,最终计算出试验点的维氏硬度值.系统采用上下位机微机控制方式,显微镜载物台数控系统采用嵌入式技术开发,保证了控制系统的稳定性和实时响应性.

基于金相技术的金属材料显微组织分析

十九世纪中期金相技术问世后,便迅速得到了推广和应用。金相技术是对金属材料内部组织结构进行分析的一项技术。经过多年的发展应用,金相技术也在不断地提高和丰富。该技术在金属材料的生产、研究及失效分析等多方面都具有巨大的应用价值,已经成为金属材料生产和研究中不可或缺的一种检验手段。结合日常检验工作,通过金相技术对金属材料中的夹杂物,带状,脱碳和晶粒度的四种显微组织产生原因和消除方法进行了分析研究。

基于拉曼光谱技术的聚合物材料制备与组成分布的研究进展

聚合物材料制备过程和聚合物中添加剂的含量及分布决定了材料的性能,拉曼光谱技术为相关研究提供了一种有效的表征手段。基于拉曼光谱的基本原理,介绍了表面增强拉曼光谱、拉曼光谱成像、激光显微共聚焦拉曼光谱等多种拉曼光谱衍生技术,总结了相关技术在聚合物加工和聚合反应过程中的应用,评述了聚合物中添加剂分布的检测,涵盖了乳化剂、染料以及其他添加剂的浓度、分布及迁移规律等,并对拉曼光谱衍生技术进行了展望。

赛默飞新型显微拉曼成像技术引领材料的高分辨快速分析

使用新型的赛默飞显微拉曼成像光谱仪DXRxi，将加速帮助科学家、工程师以及科研工作者在材料领域的相关应用研究，其覆盖范围涉及药物科学、生命科学、半导体制造以及地质学等。该新型显微拉曼成像光谱仪易于操作，任何人利用它都能获取出色的化学成像结果，而无需重新学习一门新的技术。

赛默飞新型显微拉曼成像技术引领材料的高分辨快速分析

2014年1月27日，上海——使用新型的赛默飞显微拉曼成像光谱仪DXRxl，将加速帮助科学家、工程师以及科研工作者在材料领域的相关应用研究，其覆盖范围涉及药物科学、生命科学、半导体制造以及地质学等。该新型显微拉曼成像光谱仪易于操作，任何人利用它都能获取出色的化学成像结果，而无需重新学习一门新的技术。

超声显微成像技术在工业产品及材料检测中的应用

本文描述了超声显微成像技术的发展历史,检测系统的构成及检测原理,介绍了超声显微成像技术的特点和局限性,根据其特点分析了适用于超声显微成像技术的工业产品及材料。对超声显微成像技术在国内工业产品及材料的应用情况进行了简要介绍,包括半导体电子元件检测、薄型工件检测、多层复合材料检测、涂层检测等。超声显微成像技术适用于厚度较小,需要较高检测灵敏度的工业产品、薄型工件及复合材料检测。由于采用较高的检测频率,能够发现材料表面或内部存在的微小缺陷,检测灵敏度达到微米级,对于面积型缺陷如结合不良、微小裂纹等特别敏感。

扫描近场光学显微技术在半导体材料表征领域应用的研究进展

半导体材料及其光电器件如激光器、探测器以及高速微波器件有着广阔的应用前景。半导体材料的结构和缺陷特性对器件性能起着至关重要的影响,然而对材料进行纳米尺度下的检测、表征无论是理论上还是技术和设备上都需要深入研究和发展,因此扫描近场光学显微技术在半导体材料表征领域有着无可替代的地位。扫描近场光学显微技术突破了传统光学显微技术的衍射分辨率极限的限制,具有超高空间分辨率、超高探测灵敏度等特点,并且是一种非接触性探测,具有无损伤性。简要介绍了扫描近场光学显微镜的原理及在半导体材料研究中的应用,包括量子阱结构中的位错及缺陷的表征,半导体器件的表面复合速率及扩散长度的纳米表征,以及半导体薄膜中的缺陷分布的检测。探讨了目前相关研究领域存在的主要问题,并对其发展趋势和前景进行了展望。

基于显微CT技术的碳纤维复合材料体孔隙率测量

提出了一种基于显微CT技术的碳纤维复合材料体孔隙率测量的新方法,分析了采用显微CT技术测量孔隙率的实验原理,对实验结果进行了图像处理,并统计体孔隙率。实验结果表明,显微CT技术是一种行之有效的碳纤维复合材料体孔隙率测量技术,通过图像灰度进行阈值分割可以清晰地分辨材料内部基体与孔隙,且测量过程中应选择足够大的试样体积,测量值才能真实反映材料内部的体孔隙率。

轨道交通绝缘栅双极型晶体管模块封装材料的制备技术及其显微组织研究

作为电气系统组件,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块在轨道交通领域有着广泛应用。封装材料的性能直接影响IGBT模块的使用寿命和稳定性。Al-50%Si合金是IGBT模块较为理想的封装材料。采用粉末冶金结合双向分级热压致密化成型工艺,制备了Al-50%Si合金材料。使用OM、SEM方法(扫描电子显微镜)分析热压态及热处理态合金的显微组织。结果表明,在烧结温度为720℃且保温50 min后,能够获得Si相尺寸与分布控制较好的合金;在热扩散温度为540℃,扩散处理3.5 h后,能够有效熔断纤维状与细针状共晶硅。

定向凝固Cu-Cr自生复合材料显微组织和力学、电学性能研究

运用Bridgman技术制备Cu Cr自生复合材料 ,研究了凝固方法和凝固速率对凝固组织及性能的影响 ,分析了复合材料性能提高的原因。结果表明 :复合材料的组织是由α基体相和分布于α相间的纤维状共晶体复合组成 ,随凝固速率增加 ,各组织生长定向性变好且径向尺寸均得到细化 ;致密、均匀、规整排列的组织减少了横向晶界 ,而复合材料的断裂受共晶增强体的断裂控制 ,使得复合材料的强度、塑性、导电性均高于体积凝固试样 ,使复合材料的综合性能提高。

一种自润滑镍基合金显微组织和相结构分析

为了进一步优化研制的含硫高温自润滑镍基合金的综合性能，以将其应用于新型高效热引擎和推进系统为目的，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针和Ｘ射线衍射仪等，对一种铸态的含硫高温自润滑镍基合金的显微组织和相结构进行了分析．结果表明：这种合金主要由以合金元素Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ和Ｍｏ等固溶强化的镍基固溶体基体相、硫化物相Ｃｒ３Ｓ４和复合碳化物相（Ｍｏ０．９Ｃｒ０．１）２Ｃ所组成，具有三元共晶组织特征的显微组织；这种合金的摩擦磨损性能良好，但因Ｃｒ３Ｓ４多呈粗大网状分布，故其强度和冲击韧性都比较差．这为通过调整合金的成分和制备工艺。

双光子生物荧光显微技术中的探针问题

近年来,双光子材料及其相关应用技术的研究引起了人们的广泛关注,并取得了很好的进展。其中,双光子生物荧光显微技术受到了特别重视。本文重点介绍这一技术在生物荧光成像方面的优势,同时深入探讨了该技术面临的缺乏高效双光子荧光探针的问题,总结了双光子荧光探针材料的发展现状和前景。

电子背散射衍射技术及其在材料分析中的应用

较详细地阐明了电子背散射衍射技术(EBSD)的基本原理、实验分析方法。通过安装在场发射扫描电子显微镜上的电子背散射衍射系统,可以对块状样品进行材料微区范围内取向与结构的快速分析,使显微组织、微区成分与结晶学数据分析联系起来,电子背散射衍射技术成为现代材料科学研究的重要实验技术。

激光扫描声学显微镜图像信号的分析与处理

激光扫描声学显微镜(ScanningLaserAcousticMicroscope,简称SLAM)是声显微技术的一种形式。作为一种无损检测仪,它对于研究新材料和新器件的内部结构问题特别有用。由于声图像的成像机理与光像不同,随机噪声、衍射条纹和声斑干扰了对获得声图像的分析,因此在传统SLAM系统的基础上,讨论了利用获得的被测样品声学幅度信息,针对声波传播、声光互作用、光路及解调这四个过程对信号的影响进行研究,提出了对声学幅度信号进行相位补偿和线性滤波,采用计算机数值运算,以提高图像质量的方法。给出了利用该方法的实验结果。

荧光显微技术及应用专栏

在人类探索微观世界的进程中,光学显微镜起了决定性作用,它的发明与发展推动了生物学、医学、化学、物理学的进步。荧光显微技术使用荧光染料对待测样品进行标记或利用样品内源性荧光物质进行显微成像,具有实时性好、分辨率高、灵敏度高、无辐射等优点,是一种生物医学研究的主流成像手段。随着物理学、材料化学、电子科学、计算机等学科的发展,荧光显微技术出现了日新月异的发展。

古代彩绘文物胶结材料免疫分析技术

胶结材料是彩绘类文物(如各种壁画、建筑彩绘、陶质彩绘等)颜料层的重要组成部分。古人常用天然生物材料,如蛋清、皮胶、骨胶、桃胶等作为彩绘颜料的调和剂。检测文物胶结材料的成分不仅是研究文物工艺史的需要,对于这些濒危文物的加固保护也具有十分重要的意义。但是,由于胶结材料含量很少,杂质多、易老化、流失快,加之分析检测技术的局限性,使得彩绘类文物胶结材料的检测成为当今文物分析领域中比较困难的课题。在现代分子生物学基础上建立起来的免疫分析技术,利用抗体和抗原之间的特异反应,可以高度灵敏地鉴定出目标生物源分子。目前,国内外在采用免疫分析技术鉴别文物成分方面已经取得了许多研究成果,特别是以酶联免疫技术(ELISA)和免疫荧光显微镜技术(IFM)为代表的免疫分析技术在鉴别文物生物源胶结材料方面具有明显的优势。综述了国内外的相关研究进展以及本实验室的有关研究工作,同时提出,现有免疫分析技术以及在其基础上发展起来的高灵敏图像示踪的化学发光免疫技术(CLIA)等在文物微量成分检测和空间分布确定等方面还具有很大的发展潜力。

植物材料电镜自显影技术研究——国产包埋剂、核乳胶应用与加速曝光

以植物材料为对象,国产核乳胶、试剂为基础,研究了~3H 标记植物细胞电镜自显影程序和技术方法。应用闪烁乳胶,可使~3H 薄切片(500—700A)的曝光时间,由85天缩短到35天,^(14)C 半薄切片(1—3μ)由120天提前到56天。