掃描電鏡測試案例-金屬斷裂失效分析

掃描電鏡原理:

掃描電鏡利用高能量電子束轟擊樣品表面，激發出樣品表面的各種物理信號，再利用不同的信號探測器接受物理信號轉換成圖像信息，可對陶瓷、金屬、粉末、塑料等樣品進行形貌觀察和成分分析。

掃描電鏡測試項目：

SEM：形貌觀察，利用背散射電子（BEI）和二次電子（SEI）來成像。

EDS：成分分析（半定量），通過特征X-RAY獲取樣品表面的成分信息。

掃描電子顯微鏡作為一種高分辨率的電子顯微技術，廣泛應用于金屬材料生產和加工過程中，如缺陷檢測和失效分析。通過SEM觀察，可以及時發現金屬中的裂紋、氣孔、夾雜物等缺陷，并評估這些缺陷對材料性能的影響。

案例：掃描電鏡應用之螺柱斷裂失效分析

某電腦頂蓋組裝段鎖螺絲時，鉚合在頂蓋上的螺柱易發生斷裂。

斷面形貌分析

螺柱斷面為撕裂狀形貌，未發現氫脆特征；

與位置2相比，位置1，3表面覆有大量顆粒狀物質，經EDS鑒定為Zn；

正常螺柱扭轉斷裂斷口形貌應與位置2相似，斷口成分應不含Zn。

螺柱的表面存在很多孔洞，其形貌與成分和斷面位 置1、3相似；

由此懷疑斷面位置1、3檢測到之Zn元素可能是由于鍍Zn前螺柱表面存在大量孔洞導致電鍍時Zn滲入螺柱內部所致。

在螺柱邊緣發現很多黑色的類似“孔洞"狀物質在材料內部，其深度約60~70μm。

在螺柱邊緣亦有很多黑色的類似“孔洞"狀物質，深度約90μm；依成分結果可知其為孔洞；

在位置3、4為裂縫形貌，內部含大量Zn，且有S, Cl等腐蝕性元素。

由此上述現象可推斷：

孔洞的產生應該是被含有S, Cl等腐蝕性元素的腐蝕液腐蝕所致

裂縫在鍍Zn之前就已存在，部分孔洞在鍍鋅時被滲入的Zn填滿。

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