设备系统：高通量共格面积测试系统
实验室位置：A111

分室概况

NPR材料特性测试分室围绕国家深部资源开发与重大地下工程建设重大需求，针对传统支护材料在围岩大变形破坏过程中出现的破断失效问题，研发了具有特殊结构的NPR新型锚杆/索复合材料。NPR材料能够忍受岩体大变形的超常力学特性，突破了岩体大变形灾害控制受制于传统PR材料抵抗变形能力不足的技术瓶颈。在材料研究基础上，分室建立了一套高通量NPR钢共格面积分析系统。通过该系统可对NPR及相关先进金属材料微观结构尤其是特征晶界及晶内孪晶结构进行高通量高分辨率以及高准确性统计，对深入理解NPR及相关材料变形机制以及变形特性提供有效支撑。此外，NPR材料特性分室还计划建设动态力学，氢脆性能评价等试验系统，具备NPR及相关金属材料制样→预处理→最终处理→光学显微表征→高通量电子显微表征等完整流程。

仪器介绍

高通量共格面积测试系统主要搭配了微观结构分析系统（SEM）、飞秒激光切割系统（Laser）、离子束减薄系统(FIB)、晶界及晶内孪晶分析系统(Aztec Crystal)、高通量共格面积统计软件(Twins)、元素分析系统等(EDS)。其中微观结构表征及分析系统（SEM）主要实现材料微观结构的成像分析；飞秒激光切割主要针对SEM兴趣区域进行多窗口快速切割；离子束减薄系统主要对Laser加工后的窗口进行最终抛光处理，达到直接观察分析的目的；晶界及晶内孪晶分析系统及高通量共格面积统计软件主要对FIB加工后的兴趣区域进行特性结构分析和统计；元素分析系统主要对未知材料的元素成分进行初步检测，同时配合Aztec Crystal系统中的相分析功能，可以判断未知材料的相结构的成分组成。

高通量共格面积测试系统的功能优势主要体现在以下六个方面：

（1）搭配的先进微观结构分析系统（SEM）可实现0.7nm@15 kV，1.4nm@1kV(标准模式下)；放大倍数12×～2,000,000×；

（2）飞秒激光切割系统（Laser）的扫描场可达40×40 mm；

（3）离子束减薄系统（FIB）的空间分辨率可达3.0 nm@30 kV；

（4）晶界及晶内孪晶分析系统(Aztec Crystal) 在线解析标定速度4500pps；电子图像分辨率8192×8192，面分布图分辨率4096×4096，取向精度0.05°；