熱噴涂涂層的微觀結構特征電鏡技術-微觀晶粒形貌研究
微觀結構的表征方法
熱噴涂涂層的微觀結構有很多特有的特征,這也是為什么選擇一種
合理的結構表征方法是很難的原因。另一方面,為使涂層達到要求性能
,涂層的結構表征是選擇工藝參數時一個非常有效,也是很必要的步驟
。涂層全部結構包含如下信息:
·在宏觀尺度上和微觀尺度上的化學成分;
·晶粒形貌及生長方向(結構);
·缺陷,比如孔隙或者第二相,也包括很少涉及的微觀缺陷,比如
層錯或者位錯的含量及它們的分布;
·不同厚度處上述結構特點的分布。
“微觀結構”一詞并不是對應著所檢測涂層結構的尺寸,目前,微
觀結構的尺寸從幾個納米e到幾個毫米,微觀結構用初級束流粒子或者
電磁波激發試樣進行分析。能束的大小及電磁波的波長必須要小于被檢
測結構的尺寸。下列粒子可被用于檢測熱噴涂試樣的結構:
·掃描電鏡(SEM)的電子束,電子探針分析(EMPA),電子能譜分析(
EDS),透射電子束(TEM),選區衍射(SAD)及波長分散譜(WDS);
·用于中子衍射的中子束。
下列電磁波可用于激發材料表面并進行檢測:
·紅外光譜儀(IRS)的紅外輻射;
·光學顯微鏡(OM)和拉曼光譜(Rs)的可見光;
·X一衍射儀(XRD)和x射線光電能譜中的x一射線。
此外,類似于隧道掃描電鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)的技術是采
用電場激發的技術。試樣在原始射束的激發下將放出下列粒子:
·粒子與激發束流粒子類似的,通過:
反彈;散射;從原子內殼激發出粒子。
·電磁波,比如紅外光,可見光或者x.射線。
釋放的粒子或者波帶有試樣本身的信息,這種信息需要通過合適的
光譜儀分析。有大量不同的技術已經用于薄膜和涂層的表征上,新的技
術(或者原有技術的改進)仍然在不斷發展中,它們可以粗分為以下幾類
:
·化學成分分析;
·衍射;
·微觀結構分析。