材料内部解析观察的新手段

                                ----全自动逐层切片成像法

    过去，我们研究所材料的组织结构，大多时候仅限于材料表面；对于材料内部结构的研究，收到研究方法的限制，没有太多的进展。

    随着的研究技术和工业技术的发展，我们得以研究材料内部的组织结构。目前，材料内部结构数据的获取方法主要有：逐层切片法、FIB-SEM、三维X 射线成像技术和MRI测量法等。基于上述方法，材料内部组织的研究有了快速发展的趋势。

    然而，FIB-SEM效率低，视场小，无法有效的表征材料内部的组织结构。X射线更多的应用于非金属领域，对于重金属以及内部密度较大的材料，仍无法获得可靠的数据。MRI测量法，更仅限于生物领域。因此，国内各研究单位仍然趋向于逐层切片法。

    但国内各研究单位的逐层切片，仍然使用人工切片，存在着层厚控制不佳，拍照无法精准定位以及效率低下等问题。

    在国外，也有同样的发展经历。为了解决逐层切片中人工切片的问题，国外的研究机构研发了全自动逐层切片成像法。

    国外的全自动逐层切片成像法可以分为两个阶段。

    第一阶段，利用铣床逐层切削材料表面。这种方法很大程度上避免了人工控制的问题。然而，铣床只能针对较软的金属，层厚也无法做到很小，因此对于硬质金属，以及组织较小的材料，都不适宜。另外，随着X射线设备的发展，CT在非金属以及密度较小的金属材料的内部研究有了很大的进展。利用铣床进行自动逐层切片的方法逐渐淘汰。

    第二阶段，将人工切片的研究过程全部自动化，即将研磨、清洗、腐蚀、拍照等一系列过程自动化。即第二代的全自动逐层切片法，也可称之为全自动逐层切片成像系统。在避免了人工逐层切片的困扰同时，能够获得可靠的材料内部数据。可如实反映材料内部的组织形态。因此，国外的研究机构利用该系统，在材料内部结构的研究上，取得了很大的进展。

    据统计，国外利用该系统，主要的研究材料有：金属材料，复合材料，无机非金属材料，高分子材料等，因该系统和人工逐层切片类似，采用湿法研磨，因此，凡是可以采用湿法研磨的材料都有应用。

    主要研究的内容有：组织结构，夹杂物，气孔，裂纹等。

    可检验的工艺有：热喷涂，压延，轧制，焊接，铸造，镀膜，锻造等。