聚焦离子束在金属研究中的应用

由于聚焦离子束(Focused Ion Beam,简称FIB)显微镜的最新运用,材料科学得以迅速发展.钢铁行业中,聚焦离子束技术不仅可以不断将涂料和钝化层变薄,而且特别适用于多相或成分混杂的和/或多孔材料的透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)薄片制备.四年前,在ArcelorMittal Gent设备上安装了三重束聚焦离子束仪器.随后利用该仪器对大量的各种各样的材料进行筛选和/或处理,以进一步进行TEM分析.FIB技术成功运用于图层、基体和界面研究领域.比如:1)图层应用:厚度均匀性、缺损性及腐蚀研究；2)衬底分析:裂纹扩展、晶界及晶粒取向；3)界面分析:金属间(化合的)相、扩散和偏聚,外延研究.由于FIB仪器的高成本性以及配套需要的专业操作技能,毫无疑问局限了其在钢铁研究中的日常应用.不过,仍然可以从聚焦离子束制备样品的独特方式中获得许多经济效益,比如更短的样品制备时间、对抽样区域的选择性,当然还有人为因素的影响极其有限.因此,通常情况下,FIB样品制备成为唯一一种可以用于制备透射电子显微镜薄片的途径.FIB同TEM的联用分析技术开启了一个化学的、微结构和晶体信息的新世界,这种新领域将在以下研究中得以体现:1)锌-铝-镁涂层的共晶相表征；2)富铬钝化层的缺损学研究；3)耐候钢的结构组成；4)无锌涂层的微结构:铝/镁显示为纳米晶体状的铝镁多相结构.