Популярные приложения
Научные исследования
Разработанные компанией ZEPTOOLS сканирующие электронные микроскопы и системы измерений in situ позволили получить многочисленные значимые результаты в рамках передовых научных проектов.
Решение
Тонкостенные металлические конструкции привлекают повышенное внимание благодаря их широкому применению в космической и автомобильной отраслях, особенно в качестве устройств поглощения энергии. За счёт оптимизации формы и расположения ячеек элементарной структуры такие конструкции способны существенно повышать эффективность демпфирования ударных нагрузок и способность к поглощению энергии. В последние годы, по мере развития технологий аддитивного производства металлов — в частности, прогресса в области технологии наплавки расплавленного металла (FDM) — изготовление сложных тонкостенных металлических конструкций стало более эффективным и гибким.
В поликристаллических материалах согласованное развитие сети границ зерен (ГЗ) играет ключевую роль для их пластичности. Тройные узлы (ТУ), являясь линиями пересечения, соединяющими соседние границы зерен, являются неотъемлемой частью сети ГЗ и оказывают существенное влияние на изменения как самой сети ГЗ, так и микроструктуры поликристаллического материала.
В последние годы наноразмерные топологические полярные структуры, обладающие уникальными физическими свойствами, демонстрируют огромный потенциал в электронных приложениях, особенно в таких областях, как устройства хранения информации высокой плотности и полевые транзисторы с низким энергопотреблением. Эти структуры — такие как полярные замкнутые домены, вихри, скирмионы, кольцевые структуры и точки Блоха — благодаря балансу взаимодействий упругой энергии, электростатической энергии и энергии градиента поляризации стабильно существуют в тонких пленках сегнетоэлектрических оксидов, что привлекло широкое внимание исследователей.
Сегнетоэлектрические полупроводниковые материалы благодаря своей переключаемой спонтанной поляризации и способности к энергонезависимому хранению обладают огромным потенциалом для разработки новых низкопотребляющих электронных устройств и энергонезависимой памяти. Эти материалы позволяют управлять их макроскопическими поляризационными свойствами с помощью внешнего электрического поля, что, в свою очередь, влияет на характеристики переноса носителей заряда. Однако одновременно обеспечить в одном и том же тонкоплёночном материале мощные сегнетоэлектрические свойства и высокие полупроводниковые характеристики — чрезвычайно сложная задача. В последние годы особое внимание привлекают оловянные (Sn‑основные) перовскитные полупроводники, прежде всего благодаря их p‑типовой проводимости, низкой эффективной массе носителей заряда и высокой подвижности. Однако из‑за обычно высокой концентрации носителей заряда внутреннее электрическое поле не может быть эффективно экранировано, что приводит к ослаблению или исчезновению сегнетоэлектрической поляризации, делая наблюдение сильной сегнетоэлектричности в Sn‑основных перовскитах крайне затруднительным.
По мере усиления глобальных требований к энергосбережению, снижению выбросов и охране окружающей среды легкие и высокопрочные магниевые сплавы привлекают всё более пристальное внимание благодаря своим выдающимся комплексным свойствам. Благодаря низкой плотности, высокой удельной прочности и хорошей биосовместимости магниевые сплавы демонстрируют значительный потенциал применения в авиакосмической отрасли, автомобилестроении, электронике и телекоммуникациях. Однако чистый магний обладает невысокой прочностью и твёрдостью, что ограничивает его использование в более широких областях. Для повышения эксплуатационных характеристик магниевых сплавов особое внимание привлекают металлическоматричные композиты с частицами‑усилителями. Частицы SiC, отличающиеся низким коэффициентом теплового расширения, высокой износостойкостью, большой твёрдостью и стойкостью к окислению, а также не образующие соединений с Mg, широко применяются в качестве упрочняющей фазы в магниевых сплавах. Сочетание частиц SiC с магниевым сплавом AZ91D позволяет не только сохранить преимущества лёгкости магниевых сплавов, но и существенно повысить их прочность и износостойкость. В результате магниевый композит на основе AZ91D, армированный частицами SiC, нашёл широкое применение при изготовлении воздушных винтов, хвостовых оперений ракет и цилиндров, став одним из наиболее распространённых магниевых композитов.
Поликристаллические материалы состоят из зерен с различными кристаллографическими ориентациями, разделённых границами зернистости (ГЗ). Эти границы образуют сложную сеть в трёхмерном (3D) пространстве и подвержены постоянной эволюции в процессе термомеханической обработки. Границы зернистости далеко не всегда плоские; они обычно характеризуются неравномерной кривизной, а тройные узлы — места пересечения трёх границ зернистости — часто находятся в неравновесном состоянии. Несмотря на то что динамика сети границ зернистости по своей природе является трёхмерной, наблюдения за развитием микроструктуры в трёхмерном пространстве крайне редки и, как правило, осуществляются с низким разрешением.