应用SEM技术精密观测刀具扩散磨损中的元素扩散

本文概述了金属切削刀具扩散磨损的基本特点及检测手段,并在分析扫描电镜工作原理的基础上探索了用爆炸式快速落刀装置制备刀-屑界面试样,再通过离子减薄技术获取样品,SEM观测相关原子扩散的方法,同时给出了用YT15刀具切45钢时的观测结果.     

钛合金铣削加工中的刀具扩散磨损的研究

本文针对在较高切削速度下使用硬质合金刀具铣削钛合金时的刀具扩散磨损的作用机理进行了研究。通过对刀刃剖面的元素浓度的分布进行电子探针的波谱分析和俄歇能谱分析,发现在钛合金高速铣削时刀具的扩散磨损是由于刀具材料中的粘结相钴和硬质相中的碳元素作用的结果。并发现了硬质相中的碳元素扩散的新规律,碳元素的扩散在刀具和工件的界面处形成富碳层,而不是通常所认为的缺碳层,而在刀具的次表面才形成脱碳层。这样更加完善地解释了刀具表面层弱化以及其次表面层的脆化的联合作用而形成刀具的扩散磨损的作用机理。同时也对刀具材料中的钨元素以及工件材料中的钛元素的扩散进行了探讨。     

精密切削刀具磨损监控系统设计

设计了刀具磨损检测控制系统,采用EPF10K10TC144-4主控芯片、位移传感器,采用分布式算法编制了控制软件并进行了系统仿真。将数据输入到CNC系统,修改刀具参数,并在数控车床上进行了切削实验。对比研究结果表明,该系统避免了人工检测误差、机床频繁停机,减少了换刀次数和重新对刀引入的二次误差,延长了刀具有效使用时间,且加工效率、加工精度、产品合格率都有明显提高。     

在刀-屑界面持续润滑刀具切削45钢的性能及润滑机理

为提高刀具润滑性能,尽量减少切削液的使用,制备出在刀屑界面持续润滑的新型刀具,能够将切削液通过微通道直接输送到刀屑接触界面内部。采用该新型刀具与普通刀具在干切削和浇注切削液条件下分别进行切削45钢试验,测量了切削三向力,对刀具前刀面磨损面进行SEM微观形貌分析及元素检测,分析了刀具的摩擦磨损特性及润滑机理。试验结果表明,与普通刀具在干切削和浇注切削液条件下相比,刀屑界面持续润滑刀具能够有效减少切削过程中的摩擦磨损,而切削液用量只有传统浇注式切削的1/120。分析前刀面的元素可知,切削液能够更加深入到离主切削刃更近的区域,并能持续供给,这是该刀具具有更好的减摩抗磨效果的主要原因。尽管新型刀具的黏结情况大大缓解,但刀具的磨损机理仍然以黏结磨损和氧化磨损为主。     

金属切削中刀具月牙洼磨损模型的研究

刀具的前刀面月牙洼磨损和后刀面磨损在刀具磨损的研究中占据同等地位,但月牙洼磨损轮廓和刀屑交界面上的切削过程变量不易测量等因素,导致真正依据月牙洼磨损测试获取月牙洼磨损模型的研究非常少。基于硬质合金刀具切削低碳钢的月牙洼磨损实验,提出了一个经验磨损模型。该模型综合了黏结磨损和扩散磨损,考虑了刀屑交界面温度和压力对月牙洼磨损的影响。研究结果表明,该模型能够分析并预测相似切削条件下的月牙洼磨损轮廓。     

涂层刀具磨损形态分析

涂层刀具具有优良的切削性能,得到了迅速的推广使用。通过切削试验,验证了涂层刀具优良的切削性能,用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了涂层刀具的的磨损形态,分析了涂层刀具的磨损机理,阐明了涂层刀具的主要失效形式。     

置氢钛合金车削时刀具扩散磨损研究

采用热氢处理技术在800℃下,对Ti-6Al-4V合金进行了置氢处理。通过车削试验,比较了切削置氢钛合金时硬质合金刀具的耐用度,采用SEM及EDS等分析仪器对刀具的扩散磨损机理进行了深入探讨。研究表明:90m/min的切削速度下,切削置氢量为0.3%试件对应刀具耐用度相对于切削未置氢试件时提高了2.2倍。切削未置氢和置氢量为0.3%的钛合金TC4时,刀具均有扩散磨损发生,并且切削未置氢钛合金时对应刀具前刀面的扩散层深度相对较深。磨损区切削温度的差异,以及钛合金TC4适量置氢后,其组织、力学性能、物理性能变化而引起的钛合金与刀具材料之间化学亲和力的改变是刀具耐用度和扩散磨损程度存在差异的主要原因。     

超精密切削氟化钙单晶金刚石刀具磨损研究

为了研究氟化钙（CaF2）单晶超精密切削过程中的金刚石刀具磨损及其对切削过程的影响,对CaF2晶体进行了超精密切削实验,系统观测了刀具磨损形貌随切削路程的变化趋势,分析了刀具磨损机理,同时通过分析不同切削路程下切削表面微观形貌和切削力的变化,对刀具磨损与切削模式之间的关系进行了探讨。研究表明,超精密切削CaF2晶体时刀具磨损模式为沟槽磨损和缺口破损,刀具磨损随切削路程的演变过程为后刀面沟槽磨损扩展到前刀面缺口破损,同时相应的切削模式由延性去除转变为脆性去除。该研究结果为大口径CaF2晶体纳米尺度延性域切削提供了技术支持。     

刀具磨损原因分析及改善措施

在金属切削过程中,刀具存在不同形式的磨损.通过分析刀具磨损机理,提出改善刀具工作条件、减少刀具磨损、提高刀具寿命的方法.     

金属车削刀具磨损研究现状

新材料和难加工材料的发展对金属加工制造提出更高的要求,如何在加工时更环保有效地使用刀具、保持加工精度和减小误差成为当前亟代解决的问题。本文论述了影响刀具磨损的因素、不同磨损机理以及刀具磨损模型的研究,总结了切削加工时影响切削界面温度、切削力的因素以及测量方法,并对刀具磨损的研究现状进行了归纳,指出了刀具磨损研究的发展趋势。     

扫描电镜的动态视频图像采集

扫描电子显微镜 (SEM)给人们提供单帧的计算机图像数据。在应用中 ,也希望得到一组相关画面或再现其动态观察过程 ,供合作者共同商讨 ,或在学术交流会上演示。经示实践和探索 ,利用图像视频采集卡实现动态观察和视频采集 ,效果良好     

A method for the location of specific points on surfaces in the SEM

A method for precisely locating points on large surfaces during SEM examination and for finding corresponding points on matching surfaces (such as those resulting from the fracture of a solid body) is described. This method also allows for the repeated examination of specific points during subsequent SEM sessions after the specimen has been removed and replaced in the SEM. The method is based on a coordinate transformation between the SEM stage coordinates and specimen coordinate systems defined by arbitrarily chosen reference points on the specimen.     

SEM自动聚焦系统设计

扫描电子显微镜（SEM）是用于观测微观世界的工具。扫描图像系统的聚焦好坏直接影响了观测的结果。反复的人为操作不仅使操作者疲惫,更会带来主观的误差。本系统依靠FEI公司提供的接口函数（API）采集样品的图像,利用DCT变换对图像进行频域性质分析,设计出图像清晰度评价函数,并且使用爬山算法搜索出最佳聚焦物镜电流,成功设计出高精度、鲁棒性高的自动调焦软件,实现了调焦的自动化。     

扫描电镜电子背散射衍射系统的研制

本文介绍了扫描电镜电子背散射衍射接收系统,并将该系统成功地安装在JSM-840扫描电镜上。     

带能谱分析的扫描电子显微镜在材料分析中的应用

简要分析了扫描电子显微镜和X射线能量色散谱分析的原理及特点,概述了带能谱分析的扫描电子显微镜的独特优点,然后借助扫描电镜的能谱分析,以难切削加工材料钛合金(TC4)的切削刀具磨损形貌和探求刀具材料成分组分为例,说明了带能谱分析的扫描电镜在定点成分分析、线扫描和面扫描方面的应用。最后总结了这种显微镜的应用范围。     

Surface studies in UHV SEM and STEM

Some recent advances in surface analyses with scanning electron microscopy techniques are reviewed. It is shown that secondary electron microscopy can image monatomic steps, emergent dislocations and the early growth of thin films and oxide nuclei. The chemical composition of inhomogeneous surfaces can, in some cases, be determined with nanometre resolution with Auger signals. Overlayer coverages can occasionally be monitored with the secondary electron signal if the change of work function with coverage has been determined previously. The interpretation of these secondary and Auger signals is discussed. The combination of angular electron spectroscopy with electron microscopy is potentially a powerful technique for determining atomic positions of surface atoms and one method for obtaining the experimental data is described. Several substrate/overlayer systems are used to illustrate the amount of information that can be obtained about surface processes with scanning electron microscopy.     

低真空SEM影响二次电子图像分辨率的研究

低真空二次电子图像是在有空气存在的条件下对于没有事先处理过的样品拍摄得到的,小低真空气压一般能达到150MPa左右。当有气体存在时,样品发射出来的电子相互碰撞产生的离子和漂向样品表面的气体分子共同作用抑制电荷形成,因而可以更好地得到一些不能喷涂、不导电的一些样品的表面信息。本文从电子束能量、不同气压条件、电荷诱导等方面来研究低真空二次电子图像的分辨率。     

扫描电镜SSX-550真空故障分析三例

本文分析了岛津SSX-550扫描电子显微镜真空系统的基本工作原理,介绍了一些典型故障的现象,包括由皮拉尼计和工控机底板引起的真空度检测故障。同时提供了这些故障的处理方法,排除了故障,总结了引发故障的原因。这些案例为大型实验设备的维修提供了宝贵的经验,同时也从另一个方面证明了实验室大型仪器的科学管理的必要性。     

Residual gas analysis in a SEM

It is shown that a clean (hydrocarbon partial pressure 0·1 times 10^?6 Pa) high vacuum (total pressure 5 times 10^?5 Pa) is obtainable in the specimen chamber of a scanning electron microscope by relatively inexpensive means.     

Determination of local deep-levels homogeneity using SEM

A method to study microhomogeneity of deep centres in high resistivity and low resistivity semiconductors is described herein. It uses measurements of current decay induced in Schottky diodes and p-n junctions by a probing electron beam of an SEM and is closely related to a method of photoelectron relaxation spectroscopy. The advantages of this method are demonstrated for an example of dislocation-related inhomogeneity in semi-insulating GaAs.