扫描电镜显微结构表征课题组

课题组概况

  扫描电镜实验室成立于1980年,是国内最早开展无机材料扫描电镜和电子探针显微结构表征的实验室之一。多年来主要开展无机材料尤其是无机涂层材料显微结构、微区成分、微区相组成等同材料性能和工艺关系的研究,获得国家科技进步二等奖、上海市科技进步二等奖等多项国家和省部级奖励;同时致力于扫描电镜相关标准化工作,是5个国家标准化委员会委员,已起草了国际标准一项,国家标准5项。近年来先后主持科技部“863”项目、科技部国际合作专项、上海市科技支撑计划、上海市纳米专项等十余项项目,在Advanced Functional Materials, Small, Journal of European Ceramic Society等杂志发表学术论文200余篇。

  一、纳米氧化锆涂层显微结构研究

  利用涂层真实显微结构图像与有限元网格相结合的方法,采用稳态热分析与傅里叶定律模拟了涂层内热量传递过程,通过综合考虑涂层内各种气孔的分布和形状因子建立了热导率计算模型,从而实现了通过显微结构信息就能对涂层热导率进行预测。预测结果与实际测量结果的误差小于10%;通过对涂层断面的显微结构分析结合图像处理技术,建立了涂层宏观性能(气孔率)与涂层喷涂工艺参数的定量关系,实现了通过工艺参数即可预测涂层气孔率和气孔分布。

  二、火灾熔痕分析

  采用EBSD技术对不同起火原因的导线熔痕进行表征,发现一次短路(短路造成起火)熔痕和二次短路(起火后造成短路)熔痕中柱状晶比例存在显著区别。在大量模拟熔痕结果统计分析的基础上提出了区别一次和二次短路的定量阈值。利用该方法对大量实际火场采集的熔痕进行分析,结果与现场调查结果高度吻合,充分证明了该方法的可靠性。

  三、扫描电镜表征技术研究

  a)揭示细小、真实的显微结构

  b) STEM分析:扫描电镜中的STEM能够同时给出二次电子像和STEM像

  c)EBSD表征