I materiali metallici sono materiali con proprietà come lucentezza, duttilità, facile conduttività e trasferimento di calore. Viene generalmente diviso in due tipologie: metalli ferrosi e metalli non ferrosi. I metalli ferrosi includono ferro, cromo, manganese, ecc. Finora, ferro e acciaio dominano ancora nella composizione delle materie prime industriali. Molte aziende siderurgiche e istituti di ricerca utilizzano i vantaggi unici del SEM per risolvere i problemi incontrati nella produzione e per assistere nella ricerca e nello sviluppo di nuovi prodotti. La microscopia elettronica a scansione con i relativi accessori è diventata uno strumento favorevole per l'industria siderurgica e metallurgica per condurre ricerche e identificare problemi nel processo di produzione. Con l'aumento della risoluzione e dell'automazione del SEM, l'applicazione del SEM nell'analisi e caratterizzazione dei materiali sta diventando sempre più diffusa. L'analisi dei fallimenti è una nuova disciplina che negli ultimi anni è stata resa popolare dalle imprese militari per la ricerca di studiosi e imprese. Il guasto delle parti metalliche può portare al degrado delle prestazioni del pezzo in lavorazione in casi minori e a incidenti mortali in casi gravi. Individuare le cause del fallimento attraverso l’analisi dei guasti e proporre misure di miglioramento efficaci sono passaggi essenziali per garantire il funzionamento sicuro del progetto. Pertanto, sfruttare appieno i vantaggi della microscopia elettronica a scansione darà un grande contributo al progresso dell’industria dei materiali metallici. 01 Osservazione al microscopio elettronico della frattura da trazione di parti metalliche La frattura si verifica sempre nella parte più debole del tessuto metallico e registra molte informazioni preziose sull'intero processo di frattura, quindi l'osservazione e lo studio della frattura sono sempre stati enfatizzati nello studio della frattura. L'analisi morfologica della frattura viene utilizzata per studiare alcuni problemi fondamentali che portano alla frattura del materiale, come la causa della frattura, la natura della frattura e la modalità di frattura. Se vogliamo studiare in profondità il meccanismo di frattura del materiale, solitamente dobbiamo analizzare la composizione della microarea sulla superficie della frattura, e l'analisi della frattura è ormai diventata uno strumento importante per l'analisi dei guasti dei componenti metallici. Fig. 1 Morfologia della frattura da trazione al microscopio elettronico a scansione CIQTEK SEM3100 A seconda della natura della frattura, la frattura può essere ampiamente classificata in frattura fragile e frattura plastica. La superficie di frattura della frattura fragile è solitamente perpendicolare allo stress di trazione e la frattura fragile è costituita da una superficie cristallina lucida dal punto di vista macroscopico; la frattura plastica è solitamente...
Visualizza altroBasati su proprietà quantistiche, i sensori di spin degli elettroni hanno un’elevata sensibilità e possono essere ampiamente utilizzati per sondare varie proprietà fisico-chimiche, come il campo elettrico, il campo magnetico, la dinamica molecolare o proteica e le particelle nucleari o di altro tipo. Questi vantaggi unici e i potenziali scenari applicativi rendono attualmente i sensori basati sullo spin una direzione di ricerca calda. Sc 3 C 2 @C 80 ha uno spin elettronico altamente stabile protetto da una gabbia di carbonio, adatta per il rilevamento dell'adsorbimento di gas all'interno di materiali porosi. Py-COF è un materiale strutturale organico poroso emerso di recente con proprietà di adsorbimento uniche, che è stato preparato utilizzando un blocco costitutivo autocondensante con un gruppo formile e un gruppo amminico. preparato con una dimensione teorica dei pori di 1,38 nm. Pertanto, un'unità di metallofullerene Sc 3 C 2 @C 80 (di dimensioni pari a circa 0,8 nm) può entrare in uno dei nanopori di Py-COF. Taishan Wang, ricercatore presso l'Istituto di Chimica dell'Accademia Cinese delle Scienze, ha sviluppato un sensore di nanospin basato sul fullerene metallico per rilevare l'adsorbimento di gas all'interno di una struttura organica porosa. Il fullerene metallico paramagnetico, Sc 3 C 2 @C 80 , è stato incorporato nei nanopori di una struttura organica covalente a base di pirene (Py-COF). L'N 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6 e C 3 H 8 adsorbiti all'interno del Py-COF incorporato con la sonda spin Sc 3 C 2 @C 80 sono stati registrati utilizzando la tecnica EPR (CIQTEK EPR200-Plus ). È stato dimostrato che i segnali EPR del Sc 3 C 2 @C 80 incorporato erano regolarmente correlati con le proprietà di adsorbimento del gas del Py-COF. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Communications con il titolo "Sensore di nano spin incorporato per il sondaggio in situ dell'adsorbimento di gas all'interno di strutture organiche porose". Sondaggio delle proprietà di adsorbimento del gas di Py-COF utilizzando lo spin molecolare di Sc 3 C 2 @C 8 Nello studio, gli autori hanno utilizzato un metallofullerene con proprietà paramagnetiche, Sc 3 C 2 @C 80 (~ 0,8 nm di dimensioni), come sonda di spin incorporata in un nanoporo di COF a base di pirene (Py-COF) per rilevare l'adsorbimento di gas all'interno di Py-COF. Quindi, le proprietà di adsorbimento di Py-COF per i gas N 2、CO、CH 4、CO 2、C 3 H 6 e C 3 H 8 sono state studiate registrando i segnali EPR Sc 3 C 2 @C 80 incorporati. È dimostrato che i segnali EPR di Sc 3 C 2 @C 80 seguono regolarmente le proprietà di adsorbimento del gas di Py-COF. E a differenza delle misurazioni isotermiche di adsorbimento convenzionali, questo sensore impiantabile di nanospin è in grado di rilevare l’adsorbimento e il desorbimento del gas mediante monitoraggio in situ in tempo reale. Il sensore nanospin proposto è stato ut...
Visualizza altroI catalizzatori ambientali sono generalmente definiti come tutti i catalizzatori che possono migliorare l’inquinamento ambientale. Negli ultimi anni, la protezione ambientale è diventata sempre più popolare e la ricerca e l'applicazione di catalizzatori ambientali sono diventate sempre più approfondite. I catalizzatori ambientali per il trattamento di diversi reagenti hanno requisiti prestazionali corrispondenti, tra cui l'area superficiale specifica e la dimensione dei pori sono uno degli indici importanti per caratterizzare le proprietà dei catalizzatori ambientali. È di grande importanza utilizzare la tecnologia di adsorbimento del gas per caratterizzare accuratamente i parametri fisici come l'area superficiale specifica, il volume dei pori e la distribuzione dimensionale dei pori dei catalizzatori ambientali per la ricerca e l'ottimizzazione delle loro prestazioni. 01Catalizzatore di protezione ambientale Attualmente, i principali campi di applicazione dei catalizzatori sono le industrie della raffinazione del petrolio, dei prodotti chimici e della protezione ambientale. Per catalizzatori ambientali si intendono generalmente i catalizzatori utilizzati per proteggere e migliorare l'ambiente circostante trattando direttamente o indirettamente sostanze tossiche e pericolose, rendendole innocue o riducendole, in generale i catalizzatori in grado di migliorare l'inquinamento ambientale possono essere attribuiti alla categoria dei catalizzatori ambientali . I catalizzatori ambientali possono essere suddivisi in catalizzatori per il trattamento dei gas di scarico, catalizzatori per il trattamento delle acque reflue e altri catalizzatori a seconda della direzione di applicazione, come catalizzatori a setaccio molecolare che possono essere utilizzati per il trattamento dei gas di scarico come SO 2 , NO X , CO 2 , e N 2 O, carbone attivo che può essere utilizzato come tipico adsorbente per l'adsorbimento di inquinanti in fase liquida/gassosa, nonché fotocatalizzatori semiconduttori in grado di degradare inquinanti organici, e così via. 02 Analisi specifica della superficie e della dimensione dei pori e caratterizzazione di catalizzatori ambientali L'area superficiale del catalizzatore è uno degli indici importanti per caratterizzare le proprietà del catalizzatore. L'area superficiale del catalizzatore può essere divisa in area superficiale esterna e area superficiale interna. Poiché la maggior parte dell'area superficiale del catalizzatore ambientale è un'area superficiale interna e il centro attivo è spesso distribuito sulla superficie interna, generalmente, maggiore è l'area superficiale specifica del catalizzatore ambientale, più centri di attivazione sono sulla superficie e il catalizzatore ha una forte capacità di adsorbimento dei reagenti, tutti favorevoli all'attività catalitica. Inoltre, il tipo di struttura dei pori ha una grande influenza sull'attività, sulla selettività e sulla forza del catalizzatore. Prima che l...
Visualizza altroCos'è la nano-allumina? La nano-allumina è ampiamente utilizzata in vari campi come materiali ceramici, materiali compositi, aerospaziale, protezione ambientale, catalizzatori e relativi trasportatori grazie alla sua elevata resistenza, durezza, resistenza all'usura, resistenza al calore e ampia area superficiale specifica [1]. Ciò ha portato al continuo miglioramento della sua tecnologia di sviluppo. Attualmente, gli scienziati hanno preparato nanomateriali di allumina in varie morfologie da monodimensionali a tridimensionali, tra cui forma sferica, a foglio esagonale, cubica, a bastoncino, fibrosa, a rete, a fiore, riccia e molte altre morfologie [2]. Microscopia elettronica a scansione di nanoparticelle di allumina Esistono molti metodi per la preparazione della nano allumina, che possono essere suddivisi in tre categorie principali a seconda delle diverse modalità di reazione: Metodi in fase solida, fase gassosa e fase liquida [3]. Per verificare che i risultati delle nanopolveri di allumina preparate siano quelli previsti, è necessario caratterizzare la struttura dell'allumina in ciascun processo e il più intuitivo tra i numerosi metodi di caratterizzazione è il metodo di osservazione microscopica. Il microscopio elettronico a scansione, come apparecchiatura di caratterizzazione microscopica convenzionale, presenta i vantaggi di ampio ingrandimento, alta risoluzione, ampia profondità di campo, immagini chiare e forte senso stereoscopico, che è l'attrezzatura preferita per caratterizzare la struttura della nano-allumina. La figura seguente mostra la polvere di allumina preparata secondo diversi processi osservati utilizzando il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000, che contiene nanopolveri di allumina sotto forma di cubi, scaglie e bastoncini e con dimensioni delle particelle comprese tra decine e centinaia di nanometri. Microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000 SEM5000 è un microscopio elettronico a scansione a emissione di campo ad alta risoluzione e ricco di funzionalità, con design avanzato del cilindro, decelerazione all'interno del cilindro e design dell'obiettivo magnetico senza perdite a bassa aberrazione, per ottenere immagini ad alta risoluzione a bassa tensione, che possono essere applicate ai campioni magnetici. SEM5000 è dotato di navigazione ottica, funzioni automatiche perfette, interazione uomo-macchina ben progettata, funzionamento e processo di utilizzo ottimizzati. Indipendentemente dal fatto che l'operatore abbia una vasta esperienza, può iniziare rapidamente con il compito della fotografia ad alta risoluzione. Tipo di cannone elettronico: cannone elettronico ad emissione di campo Schottky ad alta luminosità Risoluzione: 1 nm a 15 kV 1,5 nm a 1 kV Ingrandimento: 1 ~ 2500000x Tensione di accelerazione: 20 V ~ 30 kV Tavolo campione: tavolo camp...
Visualizza altroPer secoli l’umanità ha esplorato senza sosta il magnetismo e i fenomeni ad esso correlati. Agli albori dell'elettromagnetismo e della meccanica quantistica, era difficile per gli esseri umani immaginare l'attrazione dei magneti sul ferro e la capacità di uccelli, pesci o insetti di navigare tra destinazioni distanti migliaia di chilometri: fenomeni sorprendenti e interessanti con la stessa forza. origine magnetica. Queste proprietà magnetiche hanno origine dalla carica in movimento e dalla rotazione delle particelle elementari, che sono prevalenti quanto gli elettroni. I materiali magnetici bidimensionali sono diventati un punto caldo di ricerca di grande interesse e aprono nuove direzioni per lo sviluppo di dispositivi spintronici, che hanno importanti applicazioni in nuovi dispositivi optoelettronici e dispositivi spintronici. Recentemente, Physics Letters 2021, n. 12, ha lanciato anche uno speciale sui materiali magnetici 2D, descrivendo il progresso dei materiali magnetici 2D nella teoria e negli esperimenti da diverse prospettive. Un materiale magnetico bidimensionale spesso solo pochi atomi può fornire il substrato per componenti elettronici in silicio molto piccoli. Questo straordinario materiale è formato da coppie di strati ultrasottili che sono impilati insieme dalle forze di van der Waals, cioè forze intermolecolari, mentre gli atomi all'interno degli strati sono collegati da legami chimici. Sebbene abbia uno spessore solo atomico, conserva ancora proprietà fisiche e chimiche in termini di magnetismo, elettricità, meccanica e ottica. Materiali magnetici bidimensionali Immagine citata da https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-functional-magnets.html Per usare un'analogia interessante, ogni elettrone in un materiale magnetico bidimensionale è come una piccola bussola con un polo nord e un polo sud, e la direzione di questi "aghi della bussola" determina l'intensità della magnetizzazione. Quando questi infinitesimi “aghi della bussola” si allineano spontaneamente, la sequenza magnetica costituisce la fase fondamentale della materia, consentendo così la predisposizione di numerosi dispositivi funzionali, come generatori e motori, memorie magnetoresistive e barriere ottiche. Questa straordinaria proprietà ha reso caldi anche i materiali magnetici bidimensionali. Sebbene i processi di produzione dei circuiti integrati stiano ora migliorando, sono già limitati dagli effetti quantistici dovuti alla riduzione dei dispositivi. L'industria microelettronica ha incontrato colli di bottiglia quali la bassa affidabilità e l'elevato consumo energetico, e anche la legge di Moore, che è in vigore da quasi 50 anni, ha incontrato difficoltà (legge di Moore: il numero di transistor che possono essere alloggiati su un circuito integrato raddoppia in circa ogni 18 mesi). Se in futuro i materiali magnetici bidimensionali potessero essere utilizzati nel campo dei sensori magnetici, della memoria casuale e di al...
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