Malzeme Karakterizasyonu ve X Işınları MALZEME KARAKTERİZASYONU-Bölüm 5-Alan İyon Mikroskopisi MALZEME KARAKTERDZASYONU BÖLÜM 5 ALAN DYON MDKROSKOPDSD : GÖRÜNTÜLEME ve MDKROANALDZŞekil 5.1. Alan iyon mikroskobuŞekil 5.2. Alan iyon mikroskobunda (FIM) görüntü oluşum prensibiŞekil 5.3. (a) Tungsten numunenin tipik bir FIM görüntüsü (b) a şıkkında verilen görüntüye uygun bir [011] oryentasyonlu kübik kristalin stereografik projeksiyonuŞekil 5.4. Görüntülenen kafes yörelerinin aydınlık alan olarak gösterildiği numune ucunun küresel modeli Şekil 5.5. (a) Numune ucunda 3 atom düzleminin şeması ve (b) görüntü oluşumu ; yalnız içi çizgili atomlar görüntülenirŞekil 5.6. FIM numunesi hazırlamada yüzen ince tabaka elektroparlatma tekniğinin düzeneğiŞekil 5.7. FIM numunesi TEM görüntüleri: (a) aydınlık alan görüntüsü, (b) karanlık alan görüntüsüTablo 5.1. Seçilmiş bazı numuneler için numune hazırlama teknikleriTablo 5.2. Seçilmiş gazlar için iyonizasyon potansiyelleri ve uygun görüntüleme alanlarıŞekil 5.8. (a) Bir atom elektronunun potansiyel enerji diyagramı. (b) Bu potansiyelin bir elektriksel alan içinde değişimi. (c) Metal yüzeyi yakınında bir görüntü potansiyelinin varlığıyla b konumunun değişimi (a) (b) (c) Şekil 5.9. Alan buharlaşmasını gösteren potansiyel-enerji diyagramıTablo 5.3. Hesaplanmış ve deneysel elde edilmiş buharlaşma alanlarıŞekil 5.10. Alan iyon mikroskobunun çalışma aralığıŞekil 5.11. FIM ile noktasal hataların görüntülenmesi (a) Iridyum içi boşyerler (b) Tungsten içi kendi arayer atomları (a) (b) Şekil 5.12. Burgers vektörünün yönünün dislokasyonlardan alınan FIM kontrastına etkisi (a) Tungstende dislokasyonlar. Burgers vektörünün bir bileşeninin yüzeye dik olması nedeniyle spiral görüntüsünü oluşturur. (b) Görüntü kontrastının orijini ; 1. perfekt kristalde alan iyon ucunun bir kutbu. 2. 1.’deki gibi, ancak kesme ve b miktarıyla yer değişimi sonucu A noktasında dislokasyonun kafes sistemine girmesi. 3. 2’deki gibi, ancak alan buharlaşması sonrası. (a) (b) Şekil 5.13. Tungstende tane sınırıŞekil 5.14. Ucun kalıcı şekile kavuşmasından sonra çökeltilerin oluşturduğu yüzey topografisi ; (a) Çökük çökeltiler karanlık kontrastta görünür (b) Çıkık çökeltiler aydınlık kontrastta görünürŞekil 5.15. Değişik yüksek hız çeliği alaşımlarda menevişleme sonrası karbür çökeltileri ; (a)AISI M2 (b) AISI T1 (c) ASP 60Şekil 5.16. AISI M2 türü yüksek hız çeliğinde uçtan derinliğe doğru görüntüleme; a-e görüntülerinde her görüntüleme sonrası birkaç atom tabakası alan buharlaşmasıyla kaldırılmıştır Şekil 5.17. Komple APFIM donanımıTablo 5.4. Krom ve molibden alaşımlı çeliğin AP analiziŞekil 5.18. Menevişlenmiş 2.25Cr-1Mo içerikli çelik karbür partikülünün AP kütle spektrumuŞekil 5.19. Menevişlenmiş bir yüksek hız çeliğinde ikincil sertliğe neden olan M 2 C tipi çökelti (Not: Fe matriksten gelmektedir).Şekil 5.20. Krom katkılı % 0.6 C içeren perlitik çelikte ferrit- sementit arayüzeyinde bir AP kompozisyon profiliŞekil 5.21. AISI 316L tipi paslanmaz çelikte tane sınırı yöresinde AP element dağılımıŞekil 5.22. AISI M2 tipi hız çeliğinde 600 ºC’de aşırı menevişleme sonucu çökelti kabalaşması ; (a) 100 dak. (b) 300 dak. (c) 3000 dak.Şekil 5.23. ASP 23 tipi bir yüksek hız çeliğinde 560 ºC’de menevişleme sonrası ikincil çökeltilerin MC ve M2C karbürleri olarak belirlenmesi ; (a)TEM aydınlık alan, (be) karanlık alan, (f) şeçilmiş alan difraksiyon paterni, (g) bu paternin şematik çizimi.