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扫描电镜下的材料拉伸实验

 发布时间:2019-04-30 点击量:412

拉伸试验是一种常用的分析方法,可以提供有关物体弹性的信息,以及物体受到压力或拉力时产生的阻力。这种测试可以对多种材料进行分析,分析材料受力时变化行为。拉伸试验的主要目的是评估相关参数(比如杨氏弹性模量)或研究剪切应力如何影响材料性能。拉伸试验可以帮助研究人员创建模型并研发更好的材料。但怎么能看到拉伸试验的过程呢?

 

扫描电镜的拉伸试验

 

实际上,拉伸试验有助于预测材料何时会断裂,但它无法提供有关材料为什么或如何断裂的信息,除非在显微镜下进行试验。很明显,显微镜的分辨率越高,可以观察到的信息越多。因此,将拉伸试验与扫描电镜结合起来,可以提供更多的信息,并对材料如何断裂以及如何改进其性能的深入研究提供更多的信息。

 

通常,扫描电镜(SEM)中的拉伸试验主要用于对聚合物进行周期性测试。这些测试包括多次拉伸材料,以评估材料在使用过程中如何磨损。

 

扫描电镜(SEM)的拉伸试验操作过程如下:将一小部分材料切割成条状,装入拉伸装置中,将其牢固地夹在两个活动的夹子上,最后装入扫描电镜(SEM)中。由于材料性能不同,测试用时不同。

 

下图是扫描电镜对橡皮筋进行循环试验的结果。样品从最初(放松)的位置拉伸到 1 毫米。随后拉伸至9 毫米,再放松至 1 毫米。重复三次。

 

图1:橡皮筋的循环试验结果

 

包装材料牵引试验

 

拉伸试验的另一个典型应用是包装材料的研究。这些材料通常是多层材料。每一层都有一个特定的功能,以满足材料所需的性能。

 

在下面的视频中,以一个牛奶纸盒的包装为样品材料,装入拉伸台进行拉伸试验。测试过程被记录下来,显示了其断裂过程。

 

 

拉伸台规格

 

更坚硬的材料,如金属(铝,钢),也可以测试。实际上,样品台可以施加高达 1kN 的力,可以在扫描电镜内外使用同一样品台进行拉伸试验。分析的准确性取决于样品台夹具的分辨率,即样品台对施加于样品的力的变化的敏感度。通常情况下,准确度大约是操作者所能施加的最大力的 1%。

 

金属拉伸断裂

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