掃描電鏡在不同領域中的應用（二）

二、材料學中的應用

1. 復合材料失效的分析

為了增強鋁材機械強度，同時保持輕的重量，將硼-硅碳化物細桿（d=0.1mm）排成方形矩陣，用等離子濺射噴鋁將其包裹，組成復合材料。密度僅有3g/cm³,但其強度-重量比大大提高。照片為破壞試驗的樣品用掃描電鏡二次電子圖像拍取的顯微圖。可以看出，圍繞這些粗01.mm的細桿雖然用濺射噴鋁，但噴鋁前細桿未被浸潤，冷卻后鋁稍有收縮便與細桿分離。這樣形成的復合材料組織中，細桿置于比桿徑稍大的孔穴內，同鋁基體間結合減弱，復合材料的機械性能因而大大降低，從照片中還可以看出鋁基體較疏松。

光學顯微鏡下幾乎不能發現這種復合材料失效的原因。因為這段的細桿突出基體有0.5mm，又被扭曲。景深很小的光學顯微鏡對上述微觀立體景象是無能為力的。而掃描電鏡卻能很快發現強度失效的原因。

類似的復合材料，如用玻璃纖維作加強筋的熱塑性聚脂，也可在掃描電鏡下對其相至結合的微觀結構作精細觀察。

2.深蝕刻表面的觀察

3. 金剛石粘結材料的粘結性能研究

銅鈦合金與石磨或金剛石粘結界面的微觀組織結構，也可利用掃描電境與電子探針分析技術進行研究。現已揭示出銅鈦合金對石磨或金剛石表面的浸潤和粘結機理，證實了它對金剛石有良好的粘結能力，是用作粘結金剛石很有希望的材料。

4.高溫陶瓷及耐火材料研究中的應用

在陶瓷及耐火材料領域中應用掃描電鏡及探針分析技術較晚。國內近年來已用掃描電鏡對LaCrO3,ZrO2系高溫陶瓷和Mg-Cr2O3 、MgO-C系堿性耐火材料及AL2O3-SiO2系耐火纖維的微觀結構，晶體立體形貌作了觀察研究、并對高溫材料纖維結構與非穩定性的關系，以及耐火纖維的析晶溫度、耐火材料的組成等問題作了初步探討。

5.抗氧化涂層機理的研究

噴涂3Si-15Cr-10Ti-10Zr粉漿的Nb-10Hf-1.0Ti-0.7Zr合金板試樣置于真空中，依次在1280攝氏度、1300攝氏度、1350攝氏度、1380攝氏度、1400攝氏度等不同溫度下熔燒、擴散，生成不同厚度、不同金屬間化合物的五層組織，然后在1600攝氏度空氣中靜燒8小時。用掃描電鏡觀察發現，抗氧化能力最強的是1300攝氏度下的熔燒層。它與其它融燒溫度下形成的薄層相比，除1600攝氏度靜燒最外層形成氧化層外，各層雖然都是抗氧化的NbSi2型相，有較高抗氧化能力，但在1600攝氏度空氣中靜燒時，各擴散層的NbSi2型相都出現減少趨勢，抗氧化能力降低，1300攝氏度熔燒擴散層生成的NbSi2型相在高溫下保持不變，不但增強了抗氧能力，與基材的相互擴散也減慢了。