הבנת ההתנהגות של אי-שקטים בגבולות דגנים היא חיונית לשיפור התכונות של חומרים המשמשים בתעשיות שונות.אטום פרוב טומוגרפיה (APT) התפתחה כטכניקה רבת עוצמה לנתח תכונות מיקרוסקופיות אלה עם דיוק יוצא דופן.

מה זה Atom Probe Tomography?

Atom Probe Tomography היא שיטה מיקרו-סקופיה המאפשרת הדמיה תלת-ממדית של חומרים ברזולוציה ליד-atomic.It משלבת ספקטרום של זמן טיסה עם תהליך של evaporation שדה לזהות ולאתר אטומים בודדים בתוך מדגם.

השקעה ב- Impurity Segregation

הפרדה בלתי הולמת בגבולות דגנים יכולה להשפיע באופן משמעותי על התכונות המכאניות והחשמליות של החומר.שימוש ב-APT, החוקרים יכולים בדיוק למפות את הפצתן של זיהומים ולנתח כיצד הם מצטברים בגבולות אלה.

המונחים:

הכנת דגימות עבור APT כוללת יצירת דגימה חד דמוית מחט, לעתים קרובות באמצעות טכניקות ion ממוקדת (FIB).צורה זו מבטיחה evaporation שדה מדויק במהלך ניתוח.

רכישת נתונים וניתוח

במהלך APT, אטומים מפורשים משטח הדגימה תחת שדה חשמלי גבוה. הגלאי מתעד את הזמן שלוקח לכל יון להגיע אליו, ומאפשר שחזור של מפה אטומית תלת מימדית. נתונים מפורטים אלה חושפים דפוסים הפרדה בלתי פתיר בגבולות דגנים.

יישומים וחשיבות

התובנות שהתקבלו ממחקרים של עזרה בהפרדה בלתי-מוסרית בעיצוב חומרים עם ביצועים משופרים.לדוגמה, שליטה ברמות של אי-נוחות בגבולות דגנים יכולה לשפר את ההתנגדות, כוח ו מוליכות חשמלית.

  • פיתוח ⁇ גבוהה
  • שיפור חומרים אלקטרוניים
  • שיפור התנגדות קורוזיה

מסקנה

Atom Probe Tomography הוא כלי טרנספורמטיבי במדעי החומרים, המספק תובנה שאין דומה להתנהגות בלתי מתפשרת ברמה האטומית.היישום שלו בחקר הפרדה גבול דגנים פותח דרכים חדשות לפיתוח חומרים מתקדמים המותאמים לצרכים תעשייתיים ספציפיים.