Mesa de estiramiento in situ SemSe utiliza principalmente para observar la deformación dinámica y el proceso de fractura del material bajo carga mecánica en tiempo real a escala microscópica, revelar la relación entre la microestructura y las propiedades del material, optimizar el proceso de preparación del material y apoyar la investigación y aplicación de nuevos materiales. Las siguientes son las Direcciones específicas de aplicación:
I. revelar la relación entre la microestructura y las propiedades de los materiales
Mecanismo de deformación de observación dinámica
Durante las pruebas mecánicas de tracción, compresión y flexión, los cambios en la microestructura de la superficie del material (como la generación de bandas de deslizamiento, el inicio y crecimiento de grietas, el comportamiento de cambio de fase, etc.) se captan en tiempo real, combinando la curva de estrés - tensión para cuantificar el impacto de la microestructura en las propiedades del material.
Ejemplo: en el estudio de materiales metálicos, se encontró que el deslizamiento del límite del grano puede inducir ramas de grietas a través de observaciones in situ, mejorando así la tenacidad del material; En materiales cerámicos, se observa el mecanismo de pasivación de la punta de la grieta a alta temperatura para guiar el diseño de la estructura de endurecimiento.
Prueba de acoplamiento de campo múltiple
Integrar módulos ambientales como altas temperaturas (hasta 1200 ° c), bajas temperaturas (- 190 ° c) o campos eléctricos y magnéticos para simular el comportamiento de los materiales en condiciones reales de servicio.
Caso: estudio de la distribución de tensión residual de superaleaciones de alta temperatura para palas de motores aeronáuticos bajo ciclo térmico, o expansión de volumen y inicio de grietas del material del electrodo de la batería durante el proceso de carga y descarga.
II. optimización del proceso de preparación de materiales
Proceso de preparación de monitoreo en tiempo real
Observar los cambios morfológicos de los materiales durante el tratamiento térmico, la sinterización, la deposición y otros procesos para encontrar los mejores parámetros del proceso.
Ejemplo: al preparar aleaciones de aluminio de alta resistencia, se encontró que el control de la temperatura del tratamiento térmico puede lograr un equilibrio entre resistencia y tenacidad a través de una mesa de tracción in situ; En el estudio de materiales compuestos, se optimiza la resistencia de Unión de la interfaz entre la fibra y la matriz.
Análisis de fallos
En combinación con ebsd (dispersión de la espalda electrónica) o eds (análisis de espectro de energía), se localiza el origen microscópico de la fractura del material (como inclusiones, agujeros, defectos en el límite del grano) para proporcionar una base para la mejora del proceso.
III. investigación y aplicación de nuevos materiales
Desarrollo de materiales energéticos
Estudiar los cambios de volumen de los materiales negativos de las baterías de iones de litio en el ciclo de carga y descarga, o la estabilidad de la interfaz de los materiales electroliticos sólidos para guiar el diseño de los materiales.
Soporte de datos: a alta temperatura de 1200 ° c, la imagen microscópica resuelta a nanoescala se realiza a través de una mesa de estiramiento in situ para revelar el mecanismo de arrastre de la aleación de alta temperatura.
Materiales biomédicos
Observar el comportamiento de deformación de materiales biológicos como hidrogeles y películas poliméricas durante el proceso de estiramiento y evaluar la compatibilidad entre su biocompatibilidad y las propiedades mecánicas.
Caso: lograr un equilibrio de alta resistencia, alta resiliencia y alta biocompatibilidad cambiando la estructura del material y la proporción de composición.
Nanomateriales y recubrimientos
Estudiar el comportamiento de desprendimiento de interfaz de los materiales compuestos reforzados con nanopartículas o la resistencia a la descamación de los recubrimientos duros durante la fricción y el desgaste.
Avance tecnológico: la Plataforma de estiramiento de alta temperatura in situ desarrollada por qiyue Technology superó el problema de la interferencia electromagnética entre el detector electrónico secundario y el módulo de calefacción y logró una imagen estable con una resolución de 10 nm a 1200 ℃.
IV. ventajas tecnológicas y productos típicos
Funciones básicas
Carga de alta precisión: rango de carga de 10n a 5000n, precisión de desplazamiento a nivel nanométrico (como 100nm), soporte para modo de carga de velocidad constante o fuerza constante.
Prueba multimodal: se pueden realizar una variedad de pruebas mecánicas, como estiramiento, compresión, flexión, Corte y fatiga, y se pueden adquirir simultáneamente imágenes SEM y datos mecánicos.
Adaptabilidad ambiental: módulo integrado de refrigeración por nitrógeno líquido o calefacción por resistencia, que admite pruebas de cambio de temperatura de - 190 ° C a 1200 ° c.