国内推出的全国产蠕变电镜系统，助力结构材料研究创新

12月19日-22日，大湾区显微科学与技术联盟2024冬季论坛在松山湖材料实验室举行，一百余位业内专家齐聚，共同探讨了近使役条件下材料结构基础研究的关键问题。会上，大湾区显微科学与技术研究中心引入的国仪量子SEM5000X蠕变电镜系统受到了广泛关注。

大湾区显微科学与技术联盟2024冬季论坛会议现场

与会嘉宾参观SEM5000X蠕变电镜系统（后排参观嘉宾从左至右分别为：朱敏洁、马秀良、张泽、陈立东、吴波、杨立新）

高温合金、耐热钛合金等结构材料对高效能源转化装置的发展具有决定性作用，是影响国防安全与制造业发展的战略性关键材料。对这类结构材料的研究而言，传统的力学性能测试与显微结构分析往往是分开进行的，这让我们难以真实了解材料在实际服役条件下的行为规律。

为了解决在使役条件下对材料性能与显微结构间关系的研究难题，国仪量子基于自主研制的超高分辨场发射扫描电子显微镜SEM5000X，结合祺跃科技的原位蠕变测试系统，打造了全国产蠕变电镜系统。

那么，蠕变电镜究竟是一套什么样的系统？能为材料科学研究带来哪些创新呢？

什么是蠕变电镜？

国仪量子电镜解决方案部经理郑健萍介绍，SEM5000X蠕变电镜系统不仅是台高分辨的电镜，还是一套材料研究平台。它通过“空间换时间”的方法，将传统固定在电镜内部的原位仪器革新到电镜腔体之外，从而满足上百小时、甚至上千小时的材料性能与微观结构的同步实时表征。

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SEM5000X蠕变电镜性能如何？

这套蠕变电镜系统性能突出，SEM5000X实现了0.6 nm@15 kV和1.0 nm@1 kV的超高分辨率成像。当配合蠕变系统后，它能8×10-4Pa真空度下，连续100个小时，对材料施加最大4000N的力、1200℃的温度耦合加载，实时观察材料的微观结构变化。

能用于哪些研究？

目前，SEM5000X蠕变电镜系统可以实现室温条件下的拉伸、压缩、三点弯曲，以及高温下的拉伸、蠕变等试验，同时对材料的微观结构进行表征分析，也可以结合EBSD探测器，分析材料在试验过程中的晶相、物相结构演变。也可以模拟材料在服役过程中的受力、力热耦合场景、并可向蠕变腔体通入一定气氛，模拟材料的服役环境条件。此外，这套系统还可以升级加配疲劳测试系统、低温测试系统、电化学测试系统等，以及离子辐照模块，满足用户多样化的测试需求。

SEM5000X蠕变电镜系统实现了在纳米尺度下，观察材料在高温蠕变过程中的结构演变和环境损伤情况，实现了结构表征与性能测试的紧密结合。

从高温合金的蠕变机理研究到航空发动机关键部件的性能评估，从纳米材料的结构表征到芯片的研发制造，这套SEM5000X蠕变电镜系统正在大湾区显微科学与技术研究中心发挥着越来越重要的作用。未来，它不仅能突破传统材料测试的局限，更将为我国结构材料的自主创新打下坚实基础。