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纳米4D原位实验新进展——蔡司原位解决方案之纳米CT原位热台

国际金属加工网 2022年04月20日

蔡司Xradia Ultra系列纳米级X射线显微镜(纳米CT)(点击查看)作为成熟的商业化纳米三维成像技术产品,利用来源于同步辐射X射线光学成像技术,可实现优于50 nm分辨率的无损纳米级成像,并提供吸收和相位衬度两种模式。

该技术可兼顾轻元素软材料和各种中高密度的硬材料成像,为电池材料,高分子材料,复合材料,金属材料,油气领域和生命科学等研究提供了数十纳米的三维成像,实现以三维方式无损观察样品纳米级的微观结构和纳米级缺陷。

今天,我们原有技术平台基础上,实现设备的再一次升级,引入纳米CT原位热台技术。接下来,就让我们一起来认识一下它吧。

纳米CT原位热台

蔡司基于纳米CT研发了全新的集成化原位热学解决方案,并面向全球发布。该方案使用Norcada原位加热台技术,可用于金属合金、催化剂和3D打印等,研究在高温条件下的降解过程、热膨胀和相变等纳米级的材料变化,包括对孔隙的产生和传播演变进行三维观察。Norcada加热台利用MEMS 半导体加热器技术,可在空气中将样品加热至500 °C,加热条件下温度稳定长达20个小时,可保证三维成像数据的完整采集。此加热台设计灵活,可对样品进行加热或设置偏压。

 

▲ 左图:Norcada原位加热台样品加热示意图,右图:蔡司Xradia Ultra 的Norcada 加热

应用案例

01 负载型液态金属催化剂原位加热

负载型液态金属催化剂原位加热:利用蔡司Xradia 810 Ultra配备Norcada加热台,在逐渐升高的温度下对负载型液态金属催化剂样品进行成像,可监测到液态金属相在三维结构上重新分布的情况。

▲ 3D渲染

不同温度的投影图显示加热条件下催化剂样品内部颗粒发生了变化。样品由德国埃朗根- 纽伦堡大学提供。

02 Zn颗粒原位高温氧化处理

利用蔡司Xradia 810 Ultra的Norcada加热台对锌颗粒在高温下进行原位氧化处理,观察到室温和422°C条件下颗粒形状和内部结构的变化。

▲ 锌颗粒在室温和422°C原位加热三维结构的变化:三维渲染

▲ 锌颗粒在室温和422°C原位加热三维结构的变化。左:常温下的二维切片;右:422°C原位加热的二维切片

蔡司Xradia Ultra纳米CT原位方案的研究尺度,是针对基于微米CT、SEM和TEM 原位方案的有效补充。该原位方案不仅包含了原位加热台,观察样品在高温下的三维结构变化,也包括了自主研发的纳米尺度的原位力学台,实现材料在原位力学条件下纳米级裂缝的生长和传播。我们也可提供原位电化学的合作开发,可针对不同的需求进行定制设计。

针对纳米CT的原位实验,您有哪些具体的需求和想法呢?欢迎与我们联系讨论!

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原文链接

(蔡司显微镜)

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