带能谱分析的扫描电子显微镜在材料分析中的应用

带能谱分析的扫描电子显微镜在材料分析中的应用

2A$""V$%）资助"济南大学实验教学项目（

带能谱分析的扫描电子显微镜在材料分析中的应用

2$3245)6789型。图"为本文使用的带能谱分析的扫描电镜照片。

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带能谱分析的扫描电镜的应用

微区定点分析应用

钛合金材料由于具有比强度高、高温性能好、抗腐

蚀性强等特点，使得它在航空航天领域中备受青睐。

下面对刀具材料的形貌图分析就是采用带能谱分析的扫描电镜。其中扫描电镜为日立()&*++型，它的电子探针直径为’,*-.，加速电压为&+/0，工作距离为’*..，放大倍数为&+1&+++++倍；能谱分析仪为英国牛津

但它的切削加工困难性也是众所周知的［’］

。

目前国内主要使用;<类硬质合金刀具在低速下（"#=+.>.?-）切削加工钛合金。下面的图片是采用株洲硬质合金厂生产的牌号为;<=$，型号为@"=+*""的硬质合金刀片对称端铣钛合金（A8@）的刀具扫描电镜照片。铣削用量为"B"*’.>.?-，#$B+,"..>C，%&B+,*..，%’B@+..，铣削路程(B’++..。图&为刀具磨损的整体形貌，图’为刀尖右侧部分后刀面和前刀面的放大图。为了更好的分析后刀面和前刀面的磨损情况，在图’中选取了"、&、’、@四个定点进行了能谱分析，分析结果分别见图@1D。

通过带能谱分析的扫描电镜分析，从图&和图’中，可以清晰观察到刀具磨损的整体和局部放大形貌。为了对刀具磨损机理进行深入研究，在图’中选取了四个特征点进行了能谱分析。从图@、图*和图=分析中我们可以得到这样的结论：在刀具的后刀面和前刀面上粘有大量的工具材料，粘结现象非常明显。从图’中我们可以发现在定点@附近有规则清晰的破损痕迹，再配合图D的分析，可以得到：加工钛合金的刀具在前刀面上也会存在崩刀现象，这主要是由于切削

加工钛合金时，刀具前刀面粘有大量钛合金，切屑不断从前刀面滑过，使得刀具表面存在断续拉应力，对刀具表面造成疲劳破损，当某处的拉应力大于刀具的疲劳应力时，刀具材料就会被切屑一同带走，形成大块的崩刀现象，这表明了在高速切削加工钛合金时，刀具的粘结磨损、破损非常严重。":$

带能谱分析的扫描电镜在线、面扫描方面的应用

带能谱分析的扫描电子显微镜在材料分析中的应用

带能谱分析的扫描电镜不但可以进行定点的定性、定量分析，而且还可以对试样的局部区域进行线扫描和面扫描分析。图!是为了对某一刀具材料进行组分分析而进行反求工程的刀具表面

局部扫描照片，图$为刀具表面局部面扫描的分析结果，表%为刀具表面局部面扫描分析时自动生成的数据表。

表!

刀具面扫描分析的元素百分含量

元素表面浓度强度校

重量百重量百分比摩尔比

正因素分比（&）相对误差（&）（&）’%()%**)+!+,"()-$%)%(-")

"*./)$(*)(%%%()/"*)-"%")-!01")//*)$-"-")/,*)/$%)/+’2()%"*)$(!*()%(*)+%/)/!3+")+(

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合计

%**)**

通过对图$和表%的分析，可以得到：这种刀具材

料的主要成分为3’和’2，

且’2的质量百分比在(&左右，可以推断刀具应该属于45(系列。图$和表%的分析结果中还含有少量的.和01元素，对于.元素可能是由于刀具切削加工工件时高温氧化的结果，而少量01元素可能是粘在刀具表面未清洗掉的工件材料。

"结语

带能谱分析的扫描电镜结合了扫描电镜和能谱分

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文章编号：XWU!

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