分析技術(shù)最早作為單純的材料評價技術(shù)，如今發(fā)展成為材料開發(fā)的支撐技術(shù)。分析結(jié)果為高功能表面、界面材料的開發(fā)提供了重要信息。一流鋼廠為應(yīng)對用戶對鋼鐵材料諸如耐蝕性等多方面要求，對鋼鐵材料表面處理技術(shù)和皮膜形成技術(shù)進(jìn)行了大力開發(fā)。鋼鐵材料表面、晶界的微觀情況，采用了先進(jìn)的電子顯微鏡技術(shù)和表面分析技術(shù)。不斷提高的分析技術(shù)為鋼材向更高層次發(fā)展提供強(qiáng)有力支撐。

    在鍍鋅鋼板結(jié)構(gòu)研究方面，已經(jīng)采用了掃描電子顯微鏡（SEM）和輝光放電分光法（GDOES）等表面分析技術(shù)，在鍍層深度方向上進(jìn)行元素分析。這些技術(shù)現(xiàn)在仍然是鍍鋅鋼板結(jié)構(gòu)研究方面的重要手段。剛開始利用透射電子顯微鏡（TEM）分析，后來采用了TEM薄膜試樣制作的聚焦離子束法（FIB）。FIB最早用于半導(dǎo)體的故障分析，后來被用于金屬和鋼鐵材料表層斷面分析。最初用FIB法制作TEM薄膜時，是按照制作半導(dǎo)體薄片的方法進(jìn)行的。使用精密的切刀對試料進(jìn)行切割，然后用研磨方法使切割出的試料薄片化，最后利用FIB法進(jìn)行精加工制作成TEM薄膜。

    對鋼板的耐蝕性等表面特性的評價，一般在常規(guī)大氣壓下進(jìn)行。但材料表面有時被不同于空氣的氣體或水分所覆蓋。并且材料表面也在時刻變化。此外，電子顯微鏡分析法和其他表面分析方法，多是在真空中對試樣進(jìn)行觀察、分析，并且測定時的溫度是室溫。這就是說對材料表面進(jìn)行分析、測定的環(huán)境與材料的制造環(huán)境和使用環(huán)境有很大差異。一般情況下，對最初材料和最終材料進(jìn)行分析比較，或?qū)Σ煌瑫r間采樣的試樣材料進(jìn)行分析比較，來推定實際材料的表面狀態(tài)和發(fā)生的變化。如果能夠在實際環(huán)境下，對材料表面的變化進(jìn)行不間斷的動態(tài)分析，就可以直接解明材料特性表現(xiàn)的本質(zhì)，找出控制材料特性的方向。這正是人們所期待的分析方法。為此，研究人員努力研發(fā)使分析環(huán)境與實際

    在實際環(huán)境中進(jìn)行分析時，多利用可在大氣下使用的光和X射線。但這些技術(shù)一般不適用于對微細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察。利用電子顯微鏡的實際環(huán)境下的分析技術(shù)有，可在低真空環(huán)境下進(jìn)行觀察的環(huán)境SEM、環(huán)境TEM和利用薄膜隔離的、對大氣和溶液中的物質(zhì)進(jìn)行觀察的大氣壓SEM。這些分析方法的進(jìn)一步應(yīng)用，就形成了原位解析技術(shù)。原位解析技術(shù)將動態(tài)觀察、分析、特性測定直接聯(lián)結(jié)起來，可以快速確定材料的最佳控制方向。這是人們所期待的材料分析方法。

    為獲得鋼板表層深度方向的信息，過去常用的分析方法是，俄歇電子能譜（AES）、X射線電子能譜（XPS）、二次離子質(zhì)譜分析（SIMS）以及輝光放電分光法（GDOES）等。在進(jìn)行微米級的局部區(qū)域分析時，則使用掃描俄歇電子顯微鏡（SAM）。當(dāng)試料厚度在1μm以上時，用SEM、SAM對拋光制作的試樣斷面進(jìn)行分析。但制作微米級試樣斷面并非容易之事。由于FIB法的進(jìn)步，從目標(biāo)部位制作SEM、TEM斷面試樣和薄片變得容易，促進(jìn)了鋼板表層分析技術(shù)有了很大進(jìn)步。

    分析技術(shù)與計算科學(xué)相結(jié)合，將會進(jìn)一步促進(jìn)晶界偏析本質(zhì)的解明和查明晶界偏析對材料特性影響的機(jī)制。目前這些技術(shù)在鋼鐵材料中的應(yīng)用主要是鋼組織中微細(xì)結(jié)構(gòu)的分析。今后隨著技術(shù)推向表層和表層界面推廣，更多更實用的材料，將會不斷出現(xiàn)，穿白大褂的分析人員也會越受到重視，他們的作用也會得到充分的體現(xiàn)。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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