岛津场发射型电子探针显微分析仪对金属材料疲劳断裂面的分析
所属分类：显微镜百科 点击次数：241 发布日期：2022-05-08
通常，金属材料中的内部夹杂物可能成为疲劳源。为评价金属材料的疲劳强度，本文使用场发射型电子探针显微分析仪（岛津EPMA-8050G）来观察夹杂物微观特征以及确定其所含元素分布情况。
断裂面的状态观察
图1金属材料破面光学显微镜观察
图2 夹杂物SEI观察
为了研究疲劳试验后金属材料的断口特征，使用光学显微镜和EPMA-8050G进行观察，如图1、图2所示，断裂起源于内部的夹杂物。
夹杂物的分析
使用EPMA对该夹杂物成分进行面分析，如图3所示，夹杂物主要含Al、Mn、O、S元素。为了判断Al的化学结合状态，可借助EPMA进行状态分析，如图4所示，通过比较夹杂物（图3（b）的黄色○部）和标准样品（Al、Al2O3）的Al Kβ线和sKα的峰形，可以确认夹杂物为Al2O3。面分析结果也显示元素O和Al、S和Mn具有位置上一一对应关系，综合以上分析，判定夹杂物为氧化铝（Al2O3）和硫化锰（MnS）。
图3 夹杂物的元素面分析
（a）SEI （b）BSEI （c）O元素分布 （d）Al元素分布 （e）S元素分布 （f） Mn元素分布
图4 Al元素状态分析
（上：Al Kβ线、下：Al sKα线）
岛津公司高端场发射电子探针显微分析仪EPMA-8050G具有以下特点：
①搭载高亮度肖特基发射体，实现大束流超高灵敏度分析（3.0 μA，加速电压30 kV）；
②二次电子图像更高分辨率3nm;
③52.5°的高取出角更大限度减少X射线被吸收；
④使用Johanson型全聚焦分光晶体，同时实现高灵敏度、高分辨率分析。
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