2021-01-30 07:12:34, 分析中心 岛津企业管理(中国)有限公司/岛津(香港)有限公司
近期,大连理工大学李晓娜副教授团队采用立方状γ′相共格析出强化机制,成功制备了具有优异综合力学性质、高熔点、高软化温度的Cu-Ni-Al合金,解决了铜合金耐热性不足的问题。该研究成果发表在国际金属材料领域顶级期刊《Acta Materialia》上。岛津上海分析中心SPM(扫描探针显微镜)应用工程师刘仁威博士作为共同作者,采用岛津SPM-9700HT完成了Cu-Ni-Al合金表面电流测试的表征工作。
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图1 文章首页
本文研究的Cux[Ni3Al1]合金体系为γ+γ′相双相混合系统,γ和γ′相都存在溶质固溶,这会引起两相电阻率的变化,因而需要对两相导电性能的差异进行实际分析。
而岛津SPM的表面电流测试模式可以对精密抛光后的合金表面,在施加恒定偏压的情况下进行扫描,检测探针和合金之间的电流,从而直观地展示合金表面电流的分布情况。
图2 Cux[Ni3Al1]合金γ相和γ′相的SPM表面电流图
如图2所示,蓝色和红色区域分别代表γ相和γ′相,其对应的电流值分别为15.55 nA和0.76 nA,电流值越大代表此处的导电性能越好,由此可知,溶质固溶加大了两相电阻差值。同时可以观察到,红色区域存在立方状和弥散分布的小颗粒,其原因在于低温时效过程中纳米球状γ′相的析出。
在此基础上,李晓娜副教授课题组结合TEM、FIB-SEM的分析,确定了Cux[Ni3Al1]合金的导电主体为γ相,且γ′相对电阻率影响很小,为该合金优异物理性能的解析奠定了坚实的基础。
图3 扫描探针显微镜SPM-9700HT
(带环境控制舱系统)
岛津公司作为SPM厂商,具有一系列不同型号的SPM,其中SPM-9700HT(图3)是公司旗下目前畅销的扫描探针显微镜。其具有的独特优势(图4)有:
图4 SPM具有的独特优势
01
独具匠心的探针更换夹具及头部滑移机构,让操作变简捷轻松的同时,大大提高了工作效率;
02
配备快速响应的HT扫描器,在不降低分辨率的前提下,扫描速度比传统设备快5倍以上;
03
可配置专业的环境控制舱,进行复杂环境(真空、温湿度、光辐照、不同气氛)下的原位观测;
04
具有丰富的模式,除普通的形貌扫描,可拓展电流、电势、磁力及纳米力学测量等功能。上述优势为快速、高效、精准地表征材料的形貌、结构和性能提供了强有力的支持。
专家声音
大连理工大学利助民博士的科研工作照
文章的第一作者利助民博士表示:“纯Cu和纯Ni3Al相的电阻率相差一个数量级,分别为1.7×10-8 Ω·m和(28.1~51.3)×10-8 Ω·m。但是在我们研究的γ+γ′双相Cux[Ni3Al1]合金中两相都存在溶质固溶,会引起两相电阻率变化(差异变小),因此很难对两相导电性能的差异进行表征以确定合金的导电主体。而在此研究中,除了使用AFM电流模式,无法用其他电测方式对比出两相的导电性能差异。在岛津分析中心刘仁威博士的帮助下,完成了对该合金样品表面电流的测试。通过分析电流值的差异,非常直观的反映了该合金中导电主体的分布。特别感谢岛津分析中心,希望在后续的合作中大家能够进一步拓展应用研究,取得更好的实验成果”。
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撰稿人:刘仁威
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