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重光实验室 | 破解材料高温变形与低温失效难题:扫描电镜原位实验全景方案

发布时间:2025-12-18      点击次数:17

从极寒到酷热,从微应变到彻底断裂——材料在极端环境下的行为,一直是科学与工程领域探索的前沿。如今,材料研究正步入一个前所未有的动态观测时代。


扫描电镜技术正顺应这一趋势,通过集成先进的原位测试系统,实现了对材料在复杂环境中行为的直接、实时解析。让我们能够以前所未有的清晰度,理解材料从低温脆断到高温蠕变的全过程,为攻克核心工程难题提供关键洞察。



从静态到动态:材料研究的范式演进

现代材料研发对过程洞察提出了更高要求。无论是电池在严寒中的性能衰减,航空发动机叶片在高温下的持久强度,还是复合材料在载荷下的损伤萌生,其背后的物理机制都隐藏在动态演变之中。


扫描电镜原位解决方案,正是这一演进的代表性成果。它通过集成精密的环境控制与力学加载模块,使扫描电镜从一个卓越的微观结构观察者,转变为一个功能强大的多物理场耦合行为解析平台,直接揭示材料在真实工况下的响应机制。


全景解决方案:微观世界的动态解析

冷热台解决方案:捕捉材料随温度演化的历程


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冷热台技术实现了在扫描电镜内对样品进行精确的宽温区控制,提供如-180°C 至600°C或室温至1000°C 等多种典型配置选项,满足从深低温到高温应用的广泛研究需求。系统在此类极端条件下仍能保持优异的成像与化学成分分析能力,为理解材料的热行为提供了直接窗口。


核心应用:

   ·低温领域:在冰点以下甚至深低温环境中,实时观察锂电池电解液凝固行为与枝晶生长动态,揭示高分子及金属材料的低温失效起源

   ·高温领域:在数百至上千摄氏度范围内,原位追踪合金相变动力学、陶瓷烧结过程、焊点可靠性演变及半导体器件在热循环中的性能退化机制。


技术亮点:

   ·卓越的温度稳定性与控制精度(±0.1℃),保障数据可靠;

   ·高真空兼容设计,满足苛刻实验要求;

   ·模块化架构,与主流电镜平台无缝集成,操作简便。






拉伸台解决方案:解析材料力学行为的微观起源

轴测图 拷贝.png


拉伸台.jpg


  原位拉伸台将宏观力学测试引入微观观察领域,实现了力学响应与微观结构演变的同步、定量关联,能够精确捕捉从弹性变形到最终断裂的每一个细节。


核心应用:

   ·直接观测位错运动、孪生、裂纹萌生与扩展等微观力学过程;

   ·定量评估复合材料界面、涂层/基体结合性能;

   ·精准定位增材制造、焊接等工艺构件的薄弱环节,指导工艺优化。


技术亮点

   ·最大载荷 5kN,支持拉伸、压缩、疲劳及蠕变测试;

   ·高位移精度(≤10μm)与力值分辨率(±1N);

   ·专用软件实现实验流程编程与多通道数据(图像、力、位移、温度)同步采集;

   ·紧凑型设计,易于与电镜集成。


多场耦合:模拟真实服役环境的尖端平台


将冷热台与拉伸台联用,可构建热-力耦合甚至更复杂的多物理场原位测试环境。这使我们能够在实验室中精确模拟航天器材料、极地装备或新一代电池所经历的严苛工况,直接获取材料性能的微观演化图谱,为高性能材料的设计与安全评估提供实验基石。



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化繁为简:赋能高效研发的智能工具

我们致力于通过人性化设计与全面支持,让尖端技术轻松融入您的研发流程:


即插即用集成:模块化设备可在数分钟内完成安装切换,与主流电镜完美兼容;


智能控制软件:提供从预设实验到自定义复杂流程的灵活选择,自动同步所有数据并生成关联报告,提升科研效率;


全方位支持体系:我们提供从方案设计、案例参考到专业工程师对接的全链条支持,确保您快速掌握技术,产出高质量研究成果。


展望未来:持续拓展材料认知的边界

技术进步永无止境。未来,我们将继续向更高精度环境控制、更丰富场耦合(如电化学、磁场)及智能化实时数据分析方向探索。


我们的目标是持续为您提供最可靠的创新工具,成为您探索材料未知世界、解决关键工程挑战的核心伙伴。


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