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掃描電鏡下的材料拉伸實驗

 更新時間:2019-04-30 點擊量:3465

拉伸試驗是一種常用的分析方法,可以提供有關物體彈性的信息,以及物體受到壓力或拉力時產(chǎn)生的阻力。這種測試可以對多種材料進行分析,分析材料受力時變化行為。拉伸試驗的主要目的是評估相關參數(shù)(比如楊氏彈性模量)或研究剪切應力如何影響材料性能。拉伸試驗可以幫助研究人員創(chuàng)建模型并研發(fā)更好的材料。但怎么能看到拉伸試驗的過程呢?

 

掃描電鏡的拉伸試驗

 

實際上,拉伸試驗有助于預測材料何時會斷裂,但它無法提供有關材料為什么或如何斷裂的信息,除非在顯微鏡下進行試驗。很明顯,顯微鏡的分辨率越高,可以觀察到的信息越多。因此,將拉伸試驗與掃描電鏡結合起來,可以提供更多的信息,并對材料如何斷裂以及如何改進其性能的深入研究提供更多的信息。

 

通常,掃描電鏡(SEM)中的拉伸試驗主要用于對聚合物進行周期性測試。這些測試包括多次拉伸材料,以評估材料在使用過程中如何磨損。

 

掃描電鏡(SEM)的拉伸試驗操作過程如下:將一小部分材料切割成條狀,裝入拉伸裝置中,將其牢固地夾在兩個活動的夾子上,后裝入掃描電鏡(SEM)中。由于材料性能不同,測試用時不同。

 

下圖是掃描電鏡對橡皮筋進行循環(huán)試驗的結果。樣品從初(放松)的位置拉伸到 1 毫米。隨后拉伸至9 毫米,再放松至 1 毫米。重復三次。

 

圖1:橡皮筋的循環(huán)試驗結果

 

包裝材料牽引試驗

 

拉伸試驗的另一個典型應用是包裝材料的研究。這些材料通常是多層材料。每一層都有一個特定的功能,以滿足材料所需的性能。

 

在下面的視頻中,以一個牛奶紙盒的包裝為樣品材料,裝入拉伸臺進行拉伸試驗。測試過程被記錄下來,顯示了其斷裂過程。

 

 

拉伸臺規(guī)格

 

更堅硬的材料,如金屬(鋁,鋼),也可以測試。實際上,樣品臺可以施加高達 1kN 的力,可以在掃描電鏡內(nèi)外使用同一樣品臺進行拉伸試驗。分析的準確性取決于樣品臺夾具的分辨率,即樣品臺對施加于樣品的力的變化的敏感度。通常情況下,準確度大約是操作者所能施加的大力的 1%。

 

金屬拉伸斷裂

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