掃描電鏡下的材料拉伸實驗

拉伸試驗是一種常用的分析方法，可以提供有關物體彈性的信息，以及物體受到壓力或拉力時產(chǎn)生的阻力。這種測試可以對多種材料進行分析，分析材料受力時變化行為。拉伸試驗的主要目的是評估相關參數(shù)（比如楊氏彈性模量）或研究剪切應力如何影響材料性能。拉伸試驗可以幫助研究人員創(chuàng)建模型并研發(fā)更好的材料。但怎么能看到拉伸試驗的過程呢？

掃描電鏡的拉伸試驗

實際上，拉伸試驗有助于預測材料何時會斷裂，但它無法提供有關材料為什么或如何斷裂的信息，除非在顯微鏡下進行試驗。很明顯，顯微鏡的分辨率越高，可以觀察到的信息越多。因此，將拉伸試驗與掃描電鏡結合起來，可以提供更多的信息，并對材料如何斷裂以及如何改進其性能的深入研究提供更多的信息。

通常，掃描電鏡（SEM）中的拉伸試驗主要用于對聚合物進行周期性測試。這些測試包括多次拉伸材料，以評估材料在使用過程中如何磨損。

掃描電鏡（SEM）的拉伸試驗操作過程如下：將一小部分材料切割成條狀，裝入拉伸裝置中，將其牢固地夾在兩個活動的夾子上，最后裝入掃描電鏡（SEM）中。由于材料性能不同，測試用時不同。

下圖是掃描電鏡對橡皮筋進行循環(huán)試驗的結果。樣品從最初（放松）的位置拉伸到 1 毫米。隨后拉伸至9 毫米，再放松至 1 毫米。重復三次。

圖1：橡皮筋的循環(huán)試驗結果

包裝材料牽引試驗

拉伸試驗的另一個典型應用是包裝材料的研究。這些材料通常是多層材料。每一層都有一個特定的功能，以滿足材料所需的性能。

在下面的視頻中，以一個牛奶紙盒的包裝為樣品材料，裝入拉伸臺進行拉伸試驗。測試過程被記錄下來，顯示了其斷裂過程。

拉伸臺規(guī)格

更堅硬的材料，如金屬（鋁，鋼），也可以測試。實際上，樣品臺可以施加高達 1kN 的力，可以在掃描電鏡內外使用同一樣品臺進行拉伸試驗。分析的準確性取決于樣品臺夾具的分辨率，即樣品臺對施加于樣品的力的變化的敏感度。通常情況下，準確度大約是操作者所能施加的最大力的 1%。

金屬拉伸斷裂