人类史上令人叹为观止的极限精度制造成果有哪些

说道精度，就不得不提在材料学中最重要的一个方面：表征。

要想研究一种材料性能，握在手里把玩是远远不够的，就算你拿出放大镜离近了看，也只能看到表面的一些坑坑洼洼，而为了知晓一种材料的显微结构，科学家至少要下到微米级(放大千倍)，如果要获得更深入的信息，甚至要下到纳米级(放大万倍)。如今，材料表征已经可以进行到原子级别的研究，那就是原子探针(atom

probe)技术，可以算是材料表征领域王冠上最闪亮的那颗钻石。而随着表征尺度的下降，试样制备的难度却是指数级地上升。这对试样制备技术以及设备的精度提出极高的要求。

就拿广泛应用于各种机械组件的马氏体钢来举例，要研究马氏体长什么样子，最基本的当然是放到光学显微镜下看看啦。光镜(OM)长相非常朴实，我想大部分人在高中阶段就有接触：

但是试样制备却要经历一些坎坷，首先得用砂纸把试样表面打磨平整，消除划痕，然后再用抛光布把打磨后的试样抛得像镜面一样，最后还要用酸液腐蚀表面才能将显微结构凸显出来。但对我们学材料的来讲，金相制备是最基本的啊，几个小时的工作量而已，本科生就能解决。OM下马氏体长这个样子：但是试样制备却要经历一些坎坷，首先得用砂纸把试样表面打磨平整，消除划痕，然后再用抛光布把打磨后的试样抛得像镜面一样，最后还要用酸液腐蚀表面才能将显微结构凸显出来。但对我们学材料的来讲，金相制备是最基本的啊，几个小时的工作量而已，本科生就能解决。

原来马氏体钢里面是这样的板条结构!毕业论文终于有着落啦~但科学家并不满足于此，他们想看的更仔细，于是试样被放在了扫描电子显微镜里面(SEM)，相比于OM，SEM就长得高大上许多了：原来马氏体钢里面是这样的板条结构!毕业论文终于有着落啦~但科学家并不满足于此，他们想看的更仔细，于是试样被放在了扫描电子显微镜里面(SEM)，相比于OM，SEM就长得高大上许多了：

国家有色金属及电子材料分析测试中心作为我国有色金属检测领域的权威机构，专业从事机械零部件、工程部件等非正常断裂或腐蚀引起的工程失效分析工作。 失效分析对于提高产品质量和防止事故重演特别重要。十几年来，我们对飞机、潜艇、坦克、大功率内燃机、大容量发电机组、高压输电设备、多种重要民用设施进行了失效分析工作，取得了明显效果

失效分析工作是一个及其复杂的过程，它需要多学科相互交叉。我中心拥有先进的分析检测装备，齐全的材料分析检测方法与标准，经验丰富的专业技术队伍，可以综合分析和评价有色金属材料断裂、腐蚀失效的原因和机理；同时，中心作为独立的第三方检测机构，出具的报告客观科学准确公正，不管是对委托方还是其它方而言都是依据事实和分析测试结果来分析。

分析手段：

化学分析：重量法，容量法，分光光度法

仪器分析：辉光放电质谱、电感耦合等离子体质谱，电感耦合等离子体发射光谱，原子吸收光谱、X-射线荧光光谱、离子色谱、火花直读光谱、金属材料中气体成分分析等。

微观组织与结构分析：超高压电子显微镜，高分辨透射电子显微镜，场发射扫描电子显微镜，扫描电子显微镜，分析电镜，X射线衍射仪，金相显微镜

力学与物理性能测试：万能材料试验机及高低温装置，持久蠕变试验机，金属疲劳试验机，应力腐蚀试验机，工艺性能试验，硬度测试，金属耐候性试验，金属耐腐性能测试，金属涂层机表面测试。

服务案例：中心开展了大量失效分析工作，服务客户达数百例，部分案例如下：

1、大型热电厂换热器铜管材腐蚀断裂分析评价；

2、铁路电力机车铜导线变形失效分析；

3、切诺基汽车分动箱断裂失效分析；

4、大功率柴油发动机曲轴及动力箱失效分析；

5、特种功能陶瓷失效分析等；

6、大型制氧机冷箱主冷管微爆穿孔失效分析

7、坦克铸铝冷却风扇断裂失效分析

8、军工用氧化铍事故的应急分析及事故原因分析

9、铁路电气化电缆支架及相关另部件失效分析

10、华北输电线路支架失效分析

11、内燃机车发动机气缸失效分析

12、坦克发动机气缸盖失效分析

13、合成纤维生产线送料杆失效分析

14、铲车用轴断裂失效分析

15、民用各种供水、供热设备的管道和各种阀门的失效分析

16、铝基复合材料断裂机制的分析

17、油田用钢丝绳失效原因的分析

18、人体植入材料断裂失效分析

19、汽车发动机盖用铸造铝－硅合金断裂分析，

20、飞机发动机解剖分析

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案例介绍

大型制氧机冷箱主冷管微爆穿孔失效分析

某煤化工公司的制氧机在启用不久后出现了冷箱主冷管弯道内弧处穿孔失效，给该企业造成了巨大损失。为防止此类事故再次发生，针对大型制氧机冷箱主冷管微爆穿孔事故开展了失效分析，成功找到了事故的根源，主要原因是液氧流动死区干蒸发形成的有机物结晶并富集在管壁内侧，静电放电时引起微爆燃烧而穿孔，且失效部位在焊缝处；采用高镍、锰不锈钢冷铁衬套，正是这种材料加速了爆炸燃烧的剧烈程度。建议企业加强设备运行管理，降低液氧中有机物含量，改进冷铁类型等措施来防止穿孔事故。

客户反馈意见及评价：数据准确，分析到位，找到了事故的根源，避免类似事故的再次发生

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