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SEM原位拉伸臺是用來做什么的？

來源：果果儀器科技（上海）有限公司 2025年08月12日 10:11

　　SEM原位拉伸臺主要用于在微觀尺度下實時觀察材料在力學(xué)載荷作用下的動態(tài)變形與斷裂過程，揭示材料微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，優(yōu)化材料制備工藝，并支持新材料的研究與應(yīng)用。以下是具體應(yīng)用方向：

　　一、揭示材料微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系

　　動態(tài)觀測變形機制

　　在拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)測試過程中，實時捕捉材料表面微觀結(jié)構(gòu)的變化(如滑移帶產(chǎn)生、裂紋萌生與擴展、相變行為等)，結(jié)合應(yīng)力-應(yīng)變曲線，量化微觀結(jié)構(gòu)對材料性能的影響。

　　示例：在金屬材料研究中，通過原位觀測發(fā)現(xiàn)晶界滑移可誘發(fā)裂紋分支，從而提升材料韌性；在陶瓷材料中，觀察高溫下裂紋尖端鈍化機制，指導(dǎo)增韌結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　　多場耦合測試

　　集成高溫(可達1200℃)、低溫(-190℃)或電場、磁場等環(huán)境模塊，模擬材料在實際服役條件下的行為。

　　案例：研究航空發(fā)動機葉片用高溫合金在熱循環(huán)下的殘余應(yīng)力分布，或電池電極材料在充放電過程中的體積膨脹與裂紋萌生。

　　二、優(yōu)化材料制備工藝

　　實時監(jiān)控制備過程

　　觀察材料在熱處理、燒結(jié)、涂層沉積等工藝過程中的形貌變化，找出最佳工藝參數(shù)。

　　示例：在制備高強度鋁合金時，通過原位拉伸臺發(fā)現(xiàn)控制熱處理溫度可實現(xiàn)強度與韌性的平衡；在復(fù)合材料研究中，優(yōu)化纖維與基體的界面結(jié)合強度。

　　失效分析

　　結(jié)合EBSD(電子背散射衍射)或EDS(能譜分析)，定位材料斷裂的微觀起源(如夾雜物、孔洞、晶界缺陷)，為工藝改進提供依據(jù)。

　　三、新材料研究與應(yīng)用

　　能源材料開發(fā)

　　研究鋰離子電池負(fù)極材料在充放電循環(huán)中的體積變化，或固態(tài)電解質(zhì)材料的界面穩(wěn)定性，指導(dǎo)材料設(shè)計。

　　數(shù)據(jù)支持：在1200℃高溫下，通過原位拉伸臺實現(xiàn)納米級分辨的顯微成像，揭示高溫合金的蠕變機制。

　　生物醫(yī)用材料

　　觀察水凝膠、高分子薄膜等生物材料在拉伸過程中的變形行為，評估其生物相容性與力學(xué)性能的匹配性。

　　案例：通過改變材料結(jié)構(gòu)和成分比例，實現(xiàn)高強度、高韌性和高生物相容性的平衡。

　　納米材料與涂層

　　研究納米顆粒增強復(fù)合材料的界面脫粘行為，或硬質(zhì)涂層在摩擦磨損過程中的抗剝落性能。

　　技術(shù)突破：祺躍科技研發(fā)的原位高溫拉伸臺攻克了二次電子探測器與加熱模塊的電磁干擾難題，實現(xiàn)1200℃下10nm分辨率的穩(wěn)定成像。

　　四、技術(shù)優(yōu)勢與典型產(chǎn)品

　　核心功能

　　高精度加載：載荷范圍10N至5000N，位移精度達納米級(如100nm)，支持恒速或恒力加載模式。

　　多模態(tài)測試：可實現(xiàn)拉伸、壓縮、彎曲、剪切、疲勞等多種力學(xué)測試，并同步采集SEM圖像與力學(xué)數(shù)據(jù)。

　　環(huán)境適應(yīng)性：集成液氮致冷或電阻加熱模塊，支持-190℃至1200℃的變溫測試。

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