材料科学中的显微分析技术

常用子材料科学中的显微分析技术,一般包括光学显微术、扫描电子显微术、透射电子显微术、场离子显微术、X光衍射分析及X光形貌学、电子探针、离子探针、原子探针、俄歇电子能谱、能谱、波谱、能量损失谱和扫描隧道效应显微术等。本文就它们的特性及用途以简要介绍。透射电子显微术在最近几十年取得了许多新进展。在本世纪五十年代,紧接复型技术后,薄膜样品得到应用;六十年代,高压电子显微技术开辟了新的前景;而七十年代,出现了分析电镜,并获得了分辨原子的本领。透射电子显微术已成为研究材料的重要手段,对于它的发展与应用,本文予以重点介绍。     

辉钼矿电子显微镜研究及其选冶意义

本文应用电子显微术研究了辉钼矿中微量元素性状和辉钥矿解离性能。研究表明:辉钼矿中微量元素分为晶格和非晶格微量元素,前者固溶于辉钼矿中,后者呈独立微粒矿物相赋存在辉钼矿的微裂缝之中。据SEM图谱分析,辉钼矿的解离是经解理型脆性断裂和非解理的塑-脆性断裂效应综合的结果.这些特点将直接影响辉钼矿中有价微量元素的综合利用及其选冶工艺的制定.     

氮化硼(BN)纤维微结构与力学性能的关系

本文用电子显微术研究了BN纤维的微观结构，讨论了微结构对其力学性能的影响，提出了BN纤维制造工艺的改进方向。     

合金工具钢的组织结构和力学性能的研究

淬火合金工具钢的基体组织是隐针马氏体,对这种马氏体的组织形态和亚结构的研究目前国内外报导得不多,见解亦不统一.为了探明一些至今尚末澄清的问题,本文以透射电子显微分析术的主要手段对淬火(包括低温回火)合金钢中的隐针马氏体及其它组成相的形态进行逐一分析.为了配合生产应用,测定了试验钢在不同热处理状态下的强度和塑性、韧性,以期达到从调整组织结构出发优化力学性能的目的.     

扫描电镜低电压操作技术

本文叙述了低电压扫描电子显微术的优点和限制，介绍了低电压实际操作的要领。     

超高时空和能量分辨光电子成像研究进展

测量并操控新材料和新器件中极端时空小尺度电子的超快动力学过程,是后摩尔时代柔性半导体和微纳超快响应器件研发的核心.时空和能量分辨的光发射电子显微技术将光学的泵浦-探测方案与电子显微成像技术巧妙结合,兼具飞秒-纳米极端时空和高能量分辨本领,已经成为探索纳米光子学和低维半导体器件等领域超快光物理过程的普适显微手段,推动了等离激元学、半导体材料科学及其相关交叉学科在基础和应用研究领域的革命性发展.本篇综述将重点介绍超快光电子成像技术在等离激元功能器件、高阶等离激元涡旋场、等离激元斯格明子和低维半导体材料方面的应用.最后,我们将展望超快光电子成像技术在未来基础研究和应用研究中的新机遇.     

碳硫硅酸钙型硫酸盐侵蚀测试方法

碳硫硅酸钙和钙矾石有着很相似的晶体结构及形貌,常规测试中容易将二者混淆.在分析二者物相结构的基础上,介绍和评价了电子显微分析和成分分析、X射线衍射分析、红外和拉曼光谱分析、热分析、核磁共振等测试方法在碳硫硅酸钙型硫酸盐侵蚀研究中的应用特点和不足.电子显微分析和成分分析的结合以及单一的热分析能初步判定腐蚀产物中碳硫硅酸钙的存在,X射线衍射分析很难区分二者,红外、拉曼光谱以及核磁共振能确定硅氧八面体的存在,从而证明存在碳硫硅酸钙,因此研究中宜采用多种测试方法.     

机械合金化法制备Al-Ni-La-Cu非晶合金

用机械合金化法制备了不同成份的 Al- Ni- L a- Cu非晶合金 .经 X射线衍射仪、透射电子显微术和示差扫描量热仪 (DSC)热分析研究表明 ,随着合金中 Cu含量的增加 ,Al- Ni- L a- Cu的非晶形成能力逐渐增强 ,晶化温度逐渐降低 .     

非晶态半导体多层膜的TEM及HREM研究

本文介绍了非晶态半导体多层膜剖面电镜样品的一种制备方法.报导了周期性调制和准周期性调制的非晶态半导体多层膜的剖面透射电子显微像和其对应的电子衍射花样的性质.通过高分辨电子显微像,研究了组成多层膜的子层材料的微观结构特性和异质结的界面性质.     

纳米测量仪器和纳米加工技术

纳米科技是当今国际上的一个热点。文章对纳米科技作了简要介绍, 纳米测量和加工是纳米科技中的一个不可缺少的重要组成部分。叙述了发展纳米测量和纳米加工技术的两个主要途径：一是发展传统技术，主要是电子显微术以及最近发展起来的聚焦离子束（FIB）- 电子束数控加工中心；二是创造新的测量仪器，建立新原理和新方法，介绍了国内外电子显微镜和扫描探针显微镜这两类纳米测量分析仪器的发展、应用和生产现状。指出我国电子显微仪器和扫描探针显微镜的开发和生产面临困境，应尽快建立和加强自己的电子显微仪器和扫描探针显微镜等纳米测量和纳米加工设备制造产业，并列入国家科技发展规划。     

Ni—Ti合金相变与亚结构的研究

利用高分辨电子显微技术(HREM),在原子尺度上观察研究了Ni-Ti形状记忆合金的固态相变及其亚结构.在此基础上提出了该合金中马氏体相变的模塑.     

斑点免疫结合法检测3种植物病毒

研究了改进的斑点免疫结合法在检测芜菁花叶病毒、烟草花叶病毒和小西葫芦黄化花叶病毒中的应用.无论是使用全抗血清还是纯化的免疫球蛋白,检测感染组织粗汁液中的病毒或纯化的病毒,均获得了满意的结果.同时进行的斑点免疫结合试验、酶联免疫吸附试验和免疫吸附电子显微术等的比较结果表明:无论是检测纯化病毒还是感染组织粗汁液中的病毒,斑点免疫结合法的检测敏感性均优于后2种方法,病毒的可测感度芜菁花叶病毒为0.65ng,烟草花叶病毒为0.39 ng,小西葫芦黄化花叶病毒为0.45 ng;应用碱性磷酸酶标记抗体及羟基吲哚磷酸盐和氮兰四唑为底物较为合适,这种底物可在室温下长期保存,并且反应产物为不褪色的紫色,易于观察和保存.     

电子衍射研究

电子衍射实验对确立电子的波粒二象性和建立量子力学起过重要作用.历史上在认识电子的波粒二象性之前,已经确立了光的波粒二象性.电子背散射衍射系统(EBSD)是显微分析领域最具活力和前景的亚微米级显微分析技术手段。它作为扫描电镜上的一个附件,集显微结构,显微织构,相鉴定等多种功能于一身,开辟了一个全新的科学领域:INCA Crystal覆盖了TEM和XRD的部分研究范围,更重要的是,可以进行许多TEM和XRD所不能完成的研究工作。电子衍射图在晶体学中的应用,薄晶体电子显微学,材料结构电子显微分析,材料评价的高分辨,电子显微方法成为第一批证实德布罗意假说的实验,所以这是近代物理学发展史上一个重要实验。     

三维重构仿真平台

基于运用Radon理论的三维重构,建立了三维重构软件仿真平台.该平台采用VC 和MATLAB混合编程,可以生成多种样品模型及其不同倾斜角度条件下的投影像、计算对应不同样品倾斜范围的系列投影像的重构图像以及显示投影像和三维结构的表面及断层图像.实验结果表明:该系统具有精度高、运行时间短、使用方便等优点,能够运用且目前已成功地应用于电子显微术三维重构的研究中.     

室温单轴压缩断裂后块状非晶局部自由体积增加的直接观察

利用透射电子显微术，研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶室温单轴压缩断裂后样品微观结构变化特征，实验观察到由于塑性形变的集中导致的局部区域内自由体积增加现象，表明局部自由体积增加主导着非晶合金的形变行为。     

生物模板法制备Mn_2O_3及其用于锂/钠离子电池负极材料研究

为提高动力电池的能量密度,以树叶模板法制备了具有多孔分级结构的Mn_2O_3材料.通过X射线电子衍射技术和扫描电子显微技术分别对材料的晶体结构和表面形貌进行了研究,结果表明制备的G-Mn_2O_3材料具有丰富的孔结构和较小的一次粒径.将制备材料作为锂离子电池和钠离子电池负极材料应用,并对材料的电化学性能进行了研究,与粉末Mn_2O_3材料相比,模板法制备的Mn_2O_3材料在锂离子电池中具有优异的电化学性能.     

晶体材料分析技术及其在Ti(C,N)陶瓷中的应用

简要地介绍了晶体材料研究中常用分析测试技术的原理及特点，总结和分析了X射线衍射（XRD），电子显微分析（EMA），电子探针显微分析（EPMA），热分析等分析测试技术在Ti(C,N)基金属陶瓷中的应用，最后指出了分析测试技术在陶瓷材料研究中的未来发展方向。     

ZA27合金人工时效过程中的组织与性能关系的透射电镜分析

利用透射电子显微分析方法观察了ZA27合金铸态的显微组织及亚结构,并系统研究了该合金在96℃人工时效过程中组织转变及其对性能的影响,从而确定了最佳工艺.     

渗碳硼钢(20Mn_2TiB)不正常组织的鉴定及分析

冶金厂生产的20Mn_2TiB钢材中存在一种不正常组织,对切削加工很不利。本文对这种不正常组织进行了全面的研究,包括使用金相、电子显微术、电子探针、X光结构分析等方法,并且利用形变及热处理研究消除这种不正常组织的方法。     

低温保存与低温固定——低温生物学的两个重要课题

本文讨论了低温保存的含义和现状、慢速冷却低温保存方法的研究手段、关于慢速冷却造成损伤的机理的争论、玻璃化低温保存方法、低温技术在电子显微技术中的应用、电镜样品的低温固定及低温固定快速降温速率的提高与测量等问题,并着重阐述了上海机械学院低温生物工程研究室在这些方面的研究。