在核能相關設施中,如核電站反應堆堆芯結構材料、核廢料儲存容器等,金屬材料長期處于輻照環境中。輻照會使金屬材料的原子結構發生變化,導致材料性能劣化。金屬材料在輻照環境下的性能檢測通過模擬核輻射場景,利用粒子加速器或放射性同位素源產生的中子、γ 射線等對金屬材料樣品進行輻照。在輻照過程中及輻照后,對材料的力學性能、微觀結構、物理性能等進行檢測。例如測量材料的強度、韌性變化,觀察微觀結構中的空位、位錯等缺陷的產生和演化。通過這些檢測,能準確評估金屬材料在輻照環境下的穩定性,為核能設施的選材提供科學依據。選擇抗輻照性能好的金屬材料,可保障核電站等核能設施的長期安全運行,防止因材料性能劣化引發的核安全事故。金屬材料的納米硬度檢測,利用原子力顯微鏡,精確測量微小區域硬度,探究微觀力學性能。Cr含量測量
環境掃描電子顯微鏡(ESEM)允許在樣品室中保持一定的氣體環境,對金屬材料進行原位觀察。在金屬材料的腐蝕研究中,可將金屬樣品置于 ESEM 的樣品室內,通入含有腐蝕性介質的氣體,實時觀察金屬在腐蝕過程中的微觀結構變化,如腐蝕坑的形成、擴展以及腐蝕產物的生長等。在金屬材料的變形研究中,可在 ESEM 內對樣品施加拉伸或壓縮載荷,觀察材料在受力過程中的位錯運動、裂紋萌生和擴展等現象。ESEM 的原位觀察功能為深入了解金屬材料在實際環境和受力條件下的行為提供了直觀的手段,有助于揭示材料的腐蝕和變形機制,為材料的性能優化和失效預防提供科學依據。? WCC室溫拉伸試驗光譜分析用于金屬材料成分檢測,能快速確定元素含量,確保材料符合標準要求。
激光超聲檢測技術利用高能量激光脈沖在金屬材料表面產生超聲波,通過檢測反射或透射的超聲波信號來評估材料的性能和缺陷。當激光脈沖照射到金屬表面時,表面瞬間受熱膨脹產生超聲波。接收超聲波的裝置可以是激光干涉儀或壓電傳感器。該技術具有非接觸、檢測速度快、可檢測復雜形狀部件等優點。在金屬材料的質量檢測中,可用于檢測內部的微小缺陷,如亞表面裂紋、分層等。同時,通過分析超聲波在材料中的傳播特性,還能評估材料的彈性模量、殘余應力等參數。在航空航天、汽車制造等行業,激光超聲檢測為金屬材料和部件的快速、高精度檢測提供了新的手段,有助于提高產品質量和生產效率。
電子探針微區分析(EPMA)可對金屬材料進行微區成分和結構分析。它利用聚焦的高能電子束轟擊金屬樣品表面,激發樣品發出特征 X 射線、二次電子等信號。通過檢測特征 X 射線的波長和強度,能精確分析微區內元素的種類和含量,其空間分辨率可達微米級。同時,結合二次電子成像,可觀察微區的微觀形貌和組織結構。在金屬材料的失效分析中,EPMA 發揮著重要作用。例如,當金屬零部件出現局部腐蝕或斷裂時,通過 EPMA 對失效部位的微區進行分析,可確定腐蝕產物的成分、微區的元素分布以及組織結構變化,從而找出導致失效的根本原因,為改進材料設計和加工工藝提供有力依據,提高產品的質量和可靠性。金屬材料的熱導率檢測,確定材料傳導熱量的能力,滿足散熱或隔熱需求的材料篩選。
輝光放電質譜(GDMS)技術能夠對金屬材料中的痕量元素進行高靈敏度分析。在輝光放電離子源中,氬離子在電場作用下轟擊金屬樣品表面,使樣品原子濺射出來并離子化,然后通過質譜儀對離子進行質量分析,精確測定痕量元素的種類和含量,檢測限可達 ppb 級甚至更低。在半導體制造、航空航天等對材料純度要求極高的行業,GDMS 痕量元素分析至關重要。例如在半導體硅材料中,痕量雜質元素會嚴重影響半導體器件的性能,通過 GDMS 精確檢測硅材料中的痕量雜質,可嚴格控制材料質量,保障半導體器件的高可靠性和高性能。在航空發動機高溫合金中,痕量元素對合金的高溫性能也有影響,GDMS 分析為合金成分優化提供了關鍵數據。沖擊試驗檢測金屬材料韌性,在沖擊載荷下看其抗斷裂能力,關乎使用安全。雙相不銹鋼鹽霧試驗
金屬材料的耐腐蝕性檢測,模擬使用環境,觀察腐蝕情況,確保長期穩定運行;Cr含量測量
光聲光譜檢測是一種基于光聲效應的無損檢測技術。當調制的光照射到金屬材料表面時,材料吸收光能并轉化為熱能,引起材料表面及周圍介質的溫度周期性變化,進而產生聲波。通過檢測光聲信號的強度和頻率,可獲取材料的成分、結構以及缺陷等信息。在金屬材料的涂層檢測中,光聲光譜可用于測量涂層的厚度、檢測涂層與基體之間的結合質量以及涂層內部的缺陷。在金屬材料的腐蝕檢測中,通過分析光聲信號的變化,可監測腐蝕的發生和發展過程。光聲光譜檢測具有靈敏度高、檢測深度可調、對樣品無損傷等優點,為金屬材料的質量檢測和狀態監測提供了一種新的有效手段。Cr含量測量