1、放大率:
与普通光学显微镜不同,在SEM中,是通过控制扫描区域的大小来控制放大率的。如果需要更高的放大率,只需要扫描更小的一块面积就可以了。放大率由屏幕/照片面积除以扫描面积得到。
所以,SEM中,透镜与放大率无关。
2、场深:
在SEM中,位于焦平面上下的一小层区域内的样品点都可以得到良好的会焦而成象。这一小层的厚度称为场深,通常为几纳米厚,所以,SEM可以用于纳米级样品的三维成像。
3、作用体积:
电子束不仅仅与样品表层原子发生作用,它实际上与一定厚度范围内的样品原子发生作用,所以存在一个作用“体积”。
4、工作距离:
工作距离指从物镜到样品最高点的垂直距离。
如果增加工作距离,可以在其他条件不变的情况下获得更大的场深。如果减少工作距离,则可以在其他条件不变的情况下获得更高的分辨率。通常使用的工作距离在5毫米到10毫米之间。
5、成象:
次级电子和背散射电子可以用于成象,但后者不如前者,所以通常使用次级电子。
6、表面分析:
欧革电子、特征X射线、背散射电子的产生过程均与样品原子性质有关,所以可以用于成分分析。但由于电子束只能穿透样品表面很浅的一层(参见作用体积),所以只能用于表面分析。
表面分析以特征X射线分析最常用,所用到的探测器有两种:能谱分析仪与波谱分析仪。前者速度快但精度不高,后者非常精确,可以检测到“痕迹元素”的存在但耗时太长。
观察方法:
如果图像是规则的(具螺旋对称的活体高分子物质或结晶),则将电镜像放在光衍射计上可容易地观察图像的平行周期性。
尤其用光过滤法,即只留衍射像上有周期性的衍射斑,将其他部分遮蔽使重新衍射,则会得到背景干扰少的鲜明图像。
扩展资料:
SEM扫描电镜图的分析方法:
从干扰严重的电镜照片中找出真实图像的方法。在电镜照片中,有时因为背景干扰严重,只用肉眼观察不能判断出目的物的图像。
图像与其衍射像之间存在着数学的傅立叶变换关系,所以将电镜像用光度计扫描,使各点的浓淡数值化,将之进行傅立叶变换,便可求出衍射像〔衍射斑的强度(振幅的2乘)和其相位〕。
将其相位与从电子衍射或X射线衍射强度所得的振幅组合起来进行傅立叶变换,则会得到更鲜明的图像。此法对属于活体膜之一的紫膜等一些由二维结晶所成的材料特别适用。
扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。
参考资料:百度百科-扫描电子显微镜
一、名词解释:1、失效:零件在使用时失去规定的性能。
2、失效分析:通常是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技术活动,也就是研究失效现象的特征的规律,从而找出失效的模式和原因。
3、韧性:表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
4、应力集中:零件截面有急剧变化处,就会引起局部地区的应力高于受力体的平均应力。
5、故障树分析:分析各种事件之间的逻辑关系,分清正常事件和异常事件,再找出失效原因。
6、断口的宏观分析:是指用肉眼或放大倍数一般不超过30倍的放大镜及实物显微镜,对断口表面进行直接观察和分析的方法。
7、断口的微观分析:借助试验仪器对物质成分微观结构进行分析。
8、磨损与腐蚀:磨损:当相互接触的零件表面有相对运动时,表面的材料粒子由于机械的、物理的和化学的作用而脱离母体,使零件的形状、尺寸或重量发生变化的过程称之为磨损;腐蚀:金属与环境介质发生化学或电化学作用,导致金属的损坏或变质。
9、疲劳断裂:零件在交变载荷下经过较长时间的工作而发生断裂的现象。
10、过载断裂:当工作载荷超过金属构件危险截面所能承受的极限载荷时,构件发生的断裂。
11、氢致脆性断裂:由于氢而导致金属材料在低应力静载荷下的脆性断裂。
二、选择与填空:
1、失效产品的一般类别及失效分析目的:
过量变形失效、断裂失效、表面损伤失效
2、残余应力的定义,分类及消除的方法:
定义:金属加工过程中由于不均匀的应力场、应变场、温度场和组织不均匀性,在变形后的变形体内保留下来的应力。
分类1:⑴残余压应力 ⑵残余拉应力
分类2:⑴热处理残余应力 ⑵表面化学热处理引起的残余应力 ⑶焊接残余应力 ⑷铸造残余应力 ⑸涂镀层引起的残余应力 ⑹切削加工残余应力
消除的方法:⑴去应力退火 ⑵回火或自然时效处理 ⑶机械法
3、过载断裂与疲劳断裂断口的形貌特征?
4、应力集中定义及计算。
5、疲劳断裂的影响因素及预防方法。
影响因素:设计不合理,材料选择不当,加工制造缺陷 ⑴零件的结构形状 ⑵表面状态 ⑶材料及其组织状态 ⑷装配与连接效应 ⑸使用环境 ⑹载荷频谱
预防:⑴延缓疲劳裂纹萌生的时间 ⑵降低疲劳裂纹的护展速率 ⑶提高疲劳裂纹门槛值的长度
6、能识别简单的故障树符号及在故障树中找出故障零部件。
三、简答题:
1、能列举生活中常见的失效现象并说明原因及类别?
失效现象:扭曲、拉长、弹性元件发生永久变形。原因:由于在一定载荷条件下发生过量变形,零件失去应有功能,不能正常使用。
2、能列举产品生产过程中的加工缺陷,并能举出每种缺陷中的几种常见类型?
铸造缺陷:疏松、缩孔、气孔、夹杂物等
锻造缺陷:折叠、裂纹、分层、过烧与过热等
热处理缺陷:氧化、脱碳、过烧过热、内氧化
金属零件冷加工缺陷:表面粗糙、深沟痕、鳞片毛刺
焊接缺陷:焊接裂纹、过烧、气孔、夹渣
3、结合自己的观点阐述失效分析这门课在现实生活中的作用或意义。
⑴失效分析的社会经济效益 a、失效分析造成巨大的经济损失 b、质量低劣、寿命短暂导致重大经济损失 c、提高设备运行和使用的安全性
⑵失效分析有助于提高管理水平和促进产品质量提高
⑶失效分析有助于分清责任和保护生产者利益
⑷失效分析是修订产品技术规范及标准的依据
⑸失效分析对材料科学与工程的促进作用
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