在对金属材料/零部件进行评估时，金相组织，表面形貌，粗糙度，断裂分析以及耐腐蚀等特性的表征都非常重要。而在分析时，您是否也有这样的烦恼：

待观察结构很小，光镜分辨率不够，还得再换电镜

需要多种不同类型的设备才能满足从二维到三维的信息获取

表面三维信息的获取，区域小，扫描速度慢，无法快速完成高通量扫描

您是否想要拥有一台设备，可以同时满足对金属表面三维信息分析的多种需求？下面就让蔡司君从几种常见金属材料分析的角度出发，让我们一起探索金属材料领域的分析与表征吧~

常规表面形貌分析

【分辨率？扫描速度？大面积扫描？全都有！】

在对金属材料/部件进行粗糙度分析时，无论是选择原子力显微镜（AFM），还是使用台阶仪进行表征时，分辨率、扫描区域以及扫描速度均无法同时兼顾。材料激光共聚焦显微镜，可以在保证分辨率的同时完成高通量的扫描。并且如下图所示，由于是通过正置显微镜对不同表面类型不锈钢进行非接触式扫描，操作简便，样品即放即扫。

a.光滑不锈钢表面（粗糙度：5.913 nm）

b.雪花砂不锈钢表面（粗糙度：185.2 nm）

c. 苹果砂不锈钢表面（粗糙度：419.9 nm）

▲ 不同类型不锈钢表面粗糙度测试结果

共聚焦高分辨金相分析

【让微观更微观】

常规的金相显微镜分析中，多样的观察方式可以从不同的角度看到材料的丰富特征，但最高分辨率常见于300nm左右。

▲ 光镜高倍下拍摄的珠光体(左)与高温合金(右)

激光共聚焦高分辨扫描，通过0.5~40倍连续的扫描区域缩放，搭载蔡司智能针孔和专用物镜，即放即测，120nm的微观结构也能被清晰呈现，如下图所示为共聚焦高分辨扫描下的金相组织，该设备可以在一定倍数下代替扫描电镜的工作，并且无特殊工作环境和复杂的制样要求，让微观更微观。

▲ 共聚焦高分辨扫描下的珠光体(左) 和高温合金(右)

在获取了高分辨的图像后，也可以借助专业的金相分析模块，实现金相量化分析，如晶粒度评级，相含量等

断口分析

【不能光看“表面”，“高度”也很重要】

传统的金属断面分析，通常使用光镜来观察总体的表面断裂情况，界定断裂区域，再使用电镜来观察表面微小区域裂纹，对断裂类型进行分类。

▲ 上图：光镜下的金属断口分析，通过ZEISS Smartzoom 5拍摄（点击查看）；下图：电镜下的金属断裂分析，本图片为金属的脆性断裂，通过蔡司钨灯丝扫描电镜EVO拍摄（点击查看）

而上海交通大学智能化焊接与材料精密制造课题组于Applied Surface Science期刊上发表的文章[1]，在关于2.25Cr-1.6W钢蠕变断裂研究中，通过使用激光共聚焦扫描显微镜，可对裂纹进行大范围的拼图扫描，结合重建出来的三维形貌和裂纹高度统计结果，更加精准的定位和区分裂纹区域，见下图。

▲ 2.25Cr-1.6W钢蠕变断裂研究[1]

由此可见，共聚焦扫描不仅可以更好的展现金属表面细节，也可以通过展现全貌，告诉你更多关于金属的奥秘。

金属腐蚀与磨损

【金属腐蚀与磨损分析”新姿势”】

如果你还在每天重复的数着一块金属上面的腐蚀坑数量，并且苦恼于无法通过测量其尺寸并统计来评估金属的腐蚀或磨损情况，共聚焦显微扫描显微镜不仅可以获取大范围内的三维形貌，也能自动完成相应的分析和统计工作，让你的金属腐蚀分析数据更快更可靠，滑动下图，即刻带你解锁金属腐蚀分析三步法！

1.腐蚀铝片表面共聚焦扫描以及三维形貌的重建

2.自动完成表面腐蚀坑的提取

3.腐蚀坑尺寸的分析和统计

除了上述操作，也可以直接在三维图中提取待测位置的剖面线，并计算磨损痕迹的深度，体积等三维信息，如下图。

▲ 金属磨痕三维尺寸分析结果

参考文献

[1] Wei, Xiao, Mengjia, et al. Fractal and probability analysis of creep crack growth behavior in 2.25Cr-1.6W steel incorporating residual stresses[J]. Applied Surface Science: A Journal Devoted to the Properties of Interfaces in Relation to the Synthesis and Behaviour of Materials, 2015, 359(Dec.30):73-81.