在纳米材料研发、先进储能器件优化及半导体制造等领域,材料在服役环境中的动态行为研究至关重要。北京仪光凭借泽攸SEM/TEM原位分析系统,突破了传统静态表征的局限,为科学家提供了实时观测材料微观结构演变的“纳米级显微镜”,成为推动材料科学突破的关键工具。
1.原位SEM:动态形变与失效机制的“现场直播”
ZEM系列台式扫描电镜搭载的原位拉伸/压缩模块,可在真空或可控气氛环境中对金属、陶瓷、高分子材料进行纳米级精度的力学加载。例如,在锂离子电池隔膜研究中,通过原位SEM可实时观察隔膜在拉伸过程中的孔隙率变化,发现当拉伸应变超过15%时,隔膜内部纤维网络开始出现不可逆断裂,这一发现直接指导了隔膜热处理工艺的优化,使电池安全性提升30%。更值得一提的是,其原位加热台可在-196℃至1200℃宽温域内工作,配合背散射电子探测器,可清晰捕捉合金材料在相变过程中的晶界迁移轨迹,为高温合金设计提供了关键数据支撑。
2.原位TEM:原子尺度反应的“分子电影”
原位TEM系统将时间分辨率提升至毫秒级,配合双倾样品杆,可实现360°观测。在钠离子电池负极材料研究中,该系统成功记录了SnO₂@HMCNS复合材料在钠化/脱钠过程中的原子级结构演变:当钠离子嵌入时,SnO₂纳米颗粒与碳基体界面形成动态SEI膜,这一过程通过高分辨TEM图像被精确捕捉,揭示了亲钠位点与多孔骨架的协同作用机制。该成果发表于《Advanced Functional Materials》,验证了原位TEM在揭示材料动态行为方面的不可替代性。
3.多模态融合:从结构到性能的“全链条解析”
泽攸原位系统突破单一表征模式,实现力学-电学-热学多场耦合分析。例如,在二维材料转移研究中,其原位探针台可同步监测石墨烯在弯曲过程中的电阻变化,结合EDS能谱分析,发现当弯曲曲率超过0.5mm⁻¹时,晶界处氧杂质浓度显著升高,导致载流子迁移率下降40%。这种多参数关联分析,为柔性电子器件的可靠性设计提供了量化依据。
从原子排列的实时追踪到宏观性能的源头解析,泽攸SEM/TEM原位分析系统正重塑材料研发范式。其自主可控的技术路线,不仅补充了国内高级精密仪器的空白,更以“纳米尺度实时观测”能力,推动着新能源、半导体、航空航天等领域的技术革新。
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