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美陆军计划利用原子探索纳米材料3D打印防弹衣

导读: 美国陆军研究实验室(ARL)的材料科学家正在使用最先进的3D成像原子探针技术分析原子级的金属和陶瓷样品。这项研究旨在解决下一代防弹衣系统的材料内部结构,以保证士兵安全。

美国陆军研究实验室(ARL)的材料科学家正在使用最先进的3D成像原子探针技术分析原子级的金属和陶瓷样品。这项研究旨在解决下一代防弹衣系统的材料内部结构,以保证士兵安全。

为了了解他们正在使用的尺寸,想象一下头发的宽度,样品比人发小一千倍。

研究人员通过喷砂或铣削产生非常尖锐的尖端,准备对金属和陶瓷样品进行分析。然后使用双光束扫描电子显微镜施加化学元素镓。样品准备好后,将它们插入原子探针中。探头内部是超冷真空。使用激光或电压脉冲,科学家们将小尖端上的原子电离,导致各个离子从表面蒸发。然后分析和识别蒸发的离子,这就形成近原子分辨率的3D模型。

电沉积是一种产生薄金属涂层的过程。ARL科学家在使用其他方法识别这个阶段时遇到了问题,但原子探测器确切地表明它是什么以及它是如何分配的。这台机器的功能令人印象深刻,科学家可以实时看到原子出现。再次,它是在纳米尺度,所以它比所有其他表征技术更精细,原子探针很容易观察到两种不同类型的氢化铜相。

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