Популярные приложения
Наномеханические испытания
Система электронной микроскопии in situ от ZEPTOOLS позволяет проводить испытания на механическую нагрузку различных наноматериалов и устройств непосредственно в процессе работы, выявляя закономерности механического отклика наноструктур.
Решение
По мере нарастания энергетического кризиса и усугубления экологических проблем разработка лёгких конструкционных материалов привлекает всё большее внимание, особенно в таких отраслях, как авиакосмическая, автомобильная и военная промышленность. Композиты на основе алюминия благодаря низкой плотности, высокой удельной прочности и хорошей износостойкости стали объектом интенсивных исследований. Однако эти композиты обычно сталкиваются с компромиссом между прочностью и пластичностью: повышение прочности зачастую сопровождается снижением пластичности, что ограничивает их практическое применение. Для решения этой проблемы учёные начали изучать гетерогенные структуры — такие как двумодальная зерновая структура, градиентная структура и гармонизированная структура, — которые за счёт использования механизмов взаимного упрочнения и повышения вязкости разрушения между различными микросоставляющими способны одновременно увеличивать прочность и пластичность материала.
По мере стремительного развития передовых производственных отраслей требования к свойствам материалов неуклонно возрастают, особенно растёт потребность в материалах, обладающих одновременно высокой прочностью и высокой пластичностью. В материаловедении повышение прочности материала за счёт увеличения сопротивления движению дислокаций является одним из распространённых подходов.
За последние несколько десятилетий металлические нанопроволоки благодаря своим уникальным физическим, механическим и химическим свойствам нашли широкое применение в области наноэлектроники и наномехатронных систем (NEMS). Они обладают выдающимися механическими характеристиками — такими как заметная упругость, сверхпластичность и чрезвычайно высокая прочность, — что делает их идеальным материалом для множества высокотехнологичных приложений.
Металлические микроструктуры широко применяются в промышленности, особенно в электромагнитной и оптической областях. Эти применения обычно требуют металлических конструкций с заданными значениями электропроводности, механических свойств и теплопроводности. Технология аддитивного производства (Additive Manufacturing, AM), также известная как 3D‑печать, благодаря послойному нанесению позволяет преодолеть геометрические ограничения традиционных производственных процессов и создавать индивидуализированные металлические структуры.
Наличие и свойства фазы с длиннопериодной упорядоченной структурой слоёв (LPSO‑фазы) являются одним из ключевых направлений исследований учёных в области материаловедения и инженерии. В редкоземельных магниевых сплавах LPSO‑фаза эффективно повышает прочность и степень наклёпа при деформации.
Примеры применения установки для непосредственного растяжения в режиме СЭМ
Стенд для испытаний на растяжение в неразрушающем режиме позволяет определять механические свойства материалов путём приложения внешней нагрузки и измерения величины деформации. Как правило, он состоит из разрывной машины, зажимных приспособлений, датчиков и системы сбора данных. В ходе эксперимента образец материала сначала фиксируется в зажимных устройствах, после чего разрывная машина создаёт внешнее усилие, вызывая растяжительную деформацию образца.