聚焦离子束扫描电镜在铝颗粒核壳界面的微观结构和元素分布中的应用

2024-05-11 15:34:22 50
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铝是一种轻金属,其化合物在自然界中分布极广,地壳中铝的含量约为8%(重量),仅次于氧和硅,具第三位。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。铝具有特殊的化学、物理特性,是当今最常用的工业金属之一,不仅重量轻,质地坚,而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性,是国民经济发展的重要基础原材料。铝氧化有天然氧化,电化学氧化,化学氧化,碱性氧化,酸性氧化,阳极氧化六种,意思是铝及铝合金的氧化处理的方法。为直观地研究金属铝核/氧化层的界面结构,以聚焦离子束扫描电镜技术为基础,成功建立了2~8μm铝粉颗粒的切片方法。对于尺寸2~8μm的铝粉颗粒,可通过结合聚焦离子束(FIB)直接切割与剖面减薄获得切片。所制备的切片样品的界面结构清晰完整,氧化层未被破坏;通过进一步联用扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、能谱线扫描及元素面分布等多种表征手段,获得了不同老化条件下铝颗粒"核-壳"界面的微观结构、结晶性和元素分布等信息。聚焦离子束扫描电镜发现铝颗粒表面氧化层中Al和O元素的化学计量比偏离于标准Al2O3,呈现梯度分布特征;定量地获得了铝颗粒氧化层厚度与老化温度之间的正相关关系,未经热老化样品的氧化层厚度约5.4 nm,75℃和95℃老化样品的氧化层厚度分别增加至(34.1±2.1)nm和(51.3±2.2)nm。


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