在納米材料研發(fā)、先進儲能器件優(yōu)化及半導體制造等領域,材料在服役環(huán)境中的動態(tài)行為研究至關重要。北京儀光憑借澤攸SEM/TEM原位分析系統(tǒng),突破了傳統(tǒng)靜態(tài)表征的局限,為科學家提供了實時觀測材料微觀結構演變的“納米級顯微鏡”,成為推動材料科學突破的關鍵工具。
1.原位SEM:動態(tài)形變與失效機制的“現(xiàn)場直播”
ZEM系列臺式掃描電鏡搭載的原位拉伸/壓縮模塊,可在真空或可控氣氛環(huán)境中對金屬、陶瓷、高分子材料進行納米級精度的力學加載。例如,在鋰離子電池隔膜研究中,通過原位SEM可實時觀察隔膜在拉伸過程中的孔隙率變化,發(fā)現(xiàn)當拉伸應變超過15%時,隔膜內部纖維網絡開始出現(xiàn)不可逆斷裂,這一發(fā)現(xiàn)直接指導了隔膜熱處理工藝的優(yōu)化,使電池安全性提升30%。更值得一提的是,其原位加熱臺可在-196℃至1200℃寬溫域內工作,配合背散射電子探測器,可清晰捕捉合金材料在相變過程中的晶界遷移軌跡,為高溫合金設計提供了關鍵數(shù)據支撐。
2.原位TEM:原子尺度反應的“分子電影”
原位TEM系統(tǒng)將時間分辨率提升至毫秒級,配合雙傾樣品桿,可實現(xiàn)360°觀測。在鈉離子電池負極材料研究中,該系統(tǒng)成功記錄了SnO?@HMCNS復合材料在鈉化/脫鈉過程中的原子級結構演變:當鈉離子嵌入時,SnO?納米顆粒與碳基體界面形成動態(tài)SEI膜,這一過程通過高分辨TEM圖像被精確捕捉,揭示了親鈉位點與多孔骨架的協(xié)同作用機制。該成果發(fā)表于《Advanced Functional Materials》,驗證了原位TEM在揭示材料動態(tài)行為方面的不可替代性。
3.多模態(tài)融合:從結構到性能的“全鏈條解析”
澤攸原位系統(tǒng)突破單一表征模式,實現(xiàn)力學-電學-熱學多場耦合分析。例如,在二維材料轉移研究中,其原位探針臺可同步監(jiān)測石墨烯在彎曲過程中的電阻變化,結合EDS能譜分析,發(fā)現(xiàn)當彎曲曲率超過0.5mm?¹時,晶界處氧雜質濃度顯著升高,導致載流子遷移率下降40%。這種多參數(shù)關聯(lián)分析,為柔性電子器件的可靠性設計提供了量化依據。
從原子排列的實時追蹤到宏觀性能的源頭解析,澤攸SEM/TEM原位分析系統(tǒng)正重塑材料研發(fā)范式。其自主可控的技術路線,不僅補充了國內高級精密儀器的空白,更以“納米尺度實時觀測”能力,推動著新能源、半導體、航空航天等領域的技術革新。
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