Characterization methods

测试与分析技术库

每张方法卡都包含原理、样品要求、建议流程、解释边界与权威来源。它们用于实验设计和结果复核,不替代设备 SOP 与现行标准正文。

42种方法卡18 个技术方向

Method family

位错表征与模拟

6 种
EBSD / GND原始花样与取向地图 · 曲率/Nye 张量可测分量 · GND 估计及噪声尺度 · 步长和处理敏感性

EBSD 位错分析:曲率、Nye 张量与 GND 下限

将取向与相对晶格畸变转为受约束的位错分析,明确步长、噪声、缺失导数和优化准则。

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APT + TEM缺陷定位与针尖对应 · 三维原子重建 · 浓度剖面及背景统计 · 重建与计数不确定度

位错偏聚分析:关联显微与三维原子探针

先定位结构缺陷,再测元素分布,以同区域关联和背景对照约束溶质气团与界面偏聚解释。

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MD / DDD / CP坐标、载荷与边界定义 · 势函数/迁移率与反应规则 · 线网络、b 与密度统计 · 收敛、敏感性及验证记录

位错模拟工作流:建模、DXA 提取与跨尺度验证

按研究对象选择尺度,验证材料输入、边界和数值收敛,用独立实验检查预测能力。

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Method family

失效分析

1 种
FRACTOGRAPHY断口全景与位置索引 · 候选源和扩展路径 · 形貌证据表 · 竞争假设与待验证项

疲劳断口分析:从接样到证据报告

以原始证据保护为起点,完成宏观分区、源区定位、SEM 排伪与工况关联,输出可复核的疲劳分析记录。

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Method family

力学性能

6 种
FCGRa–N 原始数据 · da/dN–ΔK 曲线 · Paris 区拟合与单位 · 近门槛条件与有效性记录

疲劳裂纹扩展速率试验(da/dN–ΔK)

在明确载荷比与环境下同步记录裂纹长度和循环数,建立具有单位、区间与有效性边界的扩展速率数据。

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ε–N应力–应变滞回环 · 循环硬化/软化曲线 · 总/塑性应变幅 · ε–N 数据与失效定义

应变控制低周疲劳:滞回环与循环响应

从引伸计与对中检查开始,记录循环应力应变响应、硬化软化和寿命,适用于存在明显循环塑性的研究问题。

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K / JKIC · JIC · R 曲线

断裂韧性与裂纹扩展

评价含裂纹材料抵抗失稳扩展的能力,并建立几何与塑性适用性边界。

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FATIGUES–N · ε–N · da/dN–ΔK

疲劳试验

评价循环载荷下的寿命、应变响应与裂纹扩展行为。

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TENSILE屈服强度 · 抗拉强度 · 延伸率/断面收缩

室温拉伸试验

获得屈服、抗拉强度、延伸率、断面收缩和完整应力—应变响应。

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HV/HB/HRCHV/HB/HRC · 硬度梯度 · 压痕图谱

硬度与显微硬度

用压痕响应比较局部组织、热处理梯度、焊接接头和表层性能。

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Method family

衍射与结构

5 种
Rietveld观测/计算/差谱图 · 结构与峰形参数 · 模型内晶态相含量 · 精修工程与不确定度说明

Rietveld 全谱精修:模型核验与多相定量

以可信结构与仪器参数建立全谱模型,逐步优化并报告差谱、约束、相关性和相分数边界。

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XRD Stress各 φ/ψ 方向的峰位与 d · 应变或 sin²ψ 关系 · 指定相和方向的应力 · d₀、弹性常数与不确定度记录

XRD 残余应力:对中、方向采样与参考态核查

以多方向晶格间距和衍射弹性常数计算适用模型下的应力,明确表层、相与深度范围。

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XRD物相 · 晶格/应力 · 织构/峰宽

X 射线衍射

用于晶相鉴定、晶格参数、织构、残余应力和峰形分析。

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钛合金研究工作流

8 种
CHEM / O–N–H标准与炉批对应表 · 主量与间隙元素结果 · 检测限、不确定度及异常复测记录

钛合金化学与间隙元素核验工作流

把炉批证书、代表性取样、主合金元素与 O/N/H/C 检测连接起来,确认材料身份和污染状态。

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OM / EBSD / TEM取样坐标与组织尺度分布 · 相/取向证据与原 β 重构说明 · 代表图、统计与解释边界

钛合金组织、相与织构关联表征工作流

从取向明确的截面出发,关联形貌、相、化学与晶体取向,定量初生 α、片层与宏区。

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Tβ / HT / DSC相区判据和 Tβ 范围 · 炉温与材料实际热历史 · 组织—硬度/力学响应对照

钛合金 Tβ 与热处理窗口验证工作流

通过成分核验、分级热历史与相组织对照建立该批材料的热处理依据,不套用单一温度配方。

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FATIGUE / DWELL载荷波形与寿命/未断记录 · 起裂位置和缺陷/取向关联 · 机制支持与未排除因素

钛合金疲劳与冷驻留证据工作流

连接波形、保载、表面、孔隙与取向,区分普通疲劳、驻留效应和环境耦合。

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AM / XCT / QA构建批次与参数追溯表 · 三维缺陷与表面状态 · 后处理前后组织性能对照

增材钛粉末、缺陷与后处理验证工作流

从粉末和设备状态追踪到最终表面及性能,建立可重复的 Ti-6Al-4V 增材质量记录。

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CORROSION / SURFACE工况与试样表面状态表 · 电化学/浸泡/磨损结果 · 局部腐蚀、氢或表层变化证据

钛合金环境、表面与吸氢评价工作流

把介质、表面、接触和载荷作为一组条件,关联腐蚀、磨损、离子释放与氢证据。

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SELECTION / SPEC需求—材料—工艺比较矩阵 · 标准版本与证书逐项核对 · 验证缺口和后续试验计划

钛合金选材、标准与证书核对工作流

将功能约束转为材料和工艺要求,逐项核对牌号、规范、证书和验证证据。

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MODEL / VALIDATE假设与参数来源表 · 独立验证和灵敏度分析 · 模型适用域与复现实验记录

钛合金模型与数据研究验证工作流

以可观测问题选择模型尺度,管理参数、独立验证、泄漏与不确定度,形成可复核研究。

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Method family

表面分析

1 种
XPSSurvey · 化学态 · 角分辨/深度剖析

X 射线光电子能谱

分析近表面的元素组成、化学态、覆盖层和深度方向变化。

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成分分析

1 种
OES/ICP主量元素 · 痕量/残余元素 · 成分合格判定

金属化学成分分析

使用火花原子发射、ICP-OES/MS 或燃烧法测定合金元素、残余元素和痕量杂质。

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电子显微分析

2 种
SEM/EDSSE/BSE · 点线面扫 · 元素定量

扫描电镜与能谱

联用表面形貌、原子序数衬度和局部元素信息分析缺陷与第二相。

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TEM/STEM明暗场 · SAED/HRTEM · STEM-EDS/EELS

透射与扫描透射电镜

在纳米至原子尺度分析晶体缺陷、析出相、界面与局部化学。

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高分子与复合材料

1 种
DMAE′ / E″ · tan δ · 频温扫描

动态力学分析

测量材料在温度、频率和时间变化下的储能模量、损耗模量与阻尼。

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Method family

环境与腐蚀

1 种
EIS/POLOCP · 极化曲线 · EIS / 腐蚀速率

腐蚀电化学测试

使用开路电位、极化、电化学阻抗和浸泡试验评价腐蚀动力学与局部腐蚀倾向。

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晶体学表征

1 种

Method family

热物性与相变

2 种
DSC/TGADSC/DTA · TGA/DTG · 转变焓与温区

热分析

使用 DSC、DTA 与 TGA 识别热效应、转变温度、反应动力学和质量变化。

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DILΔL/L₀ · CTE · 相变/收缩温区

热膨胀与相变膨胀法

连续测量尺寸随温度和时间变化,用于热膨胀系数、烧结收缩和固态相变动力学。

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Method family

三维无损表征

1 种
XCT三维体数据 · 孔隙统计 · 缺陷位置

X 射线计算机断层成像

无损重建材料内部孔隙、裂纹、夹杂和几何结构的三维分布。

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Method family

微纳力学

1 种
IITH / E · 载荷—位移 · 性能映射

仪器化压入与纳米压痕

通过载荷—位移曲线测量局部硬度、压入模量、蠕变和空间性能分布。

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Method family

显微成像

1 种
OM明场/暗场 · 偏光/DIC · 定量金相

光学金相

快速观察晶粒、相分布、夹杂、孔隙和宏观组织梯度。

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Method family

样品制备

1 种
PREP未腐蚀表面 · 腐蚀组织 · 制样记录

金相取样与制备

通过取样、切割、镶嵌、磨抛和腐蚀获得能代表真实组织的观察面。

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Method family

原子尺度表征

1 种
APT3D 原子图 · 成分剖面 · 团簇/界面分析

原子探针断层成像

在针尖微体积内重建具有同位素和化学分辨能力的三维原子分布。

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Method family

振动光谱

2 种
FTIR透射/反射谱 · ATR 光谱 · 官能团分布

傅里叶变换红外光谱

通过分子振动吸收识别聚合物、涂层、污染物和化学结构变化。

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RAMAN拉曼位移 · 峰宽/强度 · 二维光谱图

拉曼光谱与显微拉曼

利用非弹性散射识别化学键、晶相、缺陷、应力和空间异质性。

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