鋁廣泛應用于建筑、包裝、交通運輸、電力、航空航天等領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟建設、戰略性新興產(chǎn)業(yè)和國防科技工業(yè)發(fā)展*的重要基礎原材料。
“十二五”是我國全面建設小康社會(huì )的關(guān)鍵時(shí)期，工業(yè)化、城鎮化、信息化深入發(fā)展，內需進(jìn)一步擴大。交通、能源、保障性住房、 城鎮基礎設施和新農村建設等重大工程繼續實(shí)施，為有鋁工業(yè)發(fā)展帶來(lái)了更大市場(chǎng)空間。
由于鋁具有儲量大，開(kāi)采冶煉多，密度小，高的導電性、導熱性、抗蝕性能，其鑄造性、切削性、加工硬化等手段可以顯著(zhù)提高鋁合金的強韌性，并使它們具有較高的比強度，因而它們的應用極為廣泛，如高鐵、汽車(chē)等交通輕量化用鋁合金，集成電路用電子鋁箔等；鋁工業(yè)十二五規劃中提出要大力發(fā)展精深加工，以輕質(zhì)、高強、大規格、耐高溫、耐腐蝕為產(chǎn)品發(fā)展方向，發(fā)展高性能鋁合金及其深加工產(chǎn)品和工藝。加快開(kāi)展航空用高抗損傷容限合金、高強度鋁合金品種開(kāi)發(fā)，以及鋁合金薄板、厚板、型材和鍛件的工程化技術(shù)開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足航空及國防科技工業(yè)對高性能鋁合金材料的要求。開(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的軌道交通用大型型材用鋁合金新材料、具有較好成形性能的汽車(chē)車(chē)身用6016類(lèi)及6022類(lèi)合金，以及液化天然氣船（LNG）用合金板材生產(chǎn)技術(shù)。鼓勵加工企業(yè)進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈，向鋁部件制造方向發(fā)展，為下游制造業(yè)提供加工部件及服務(wù)。隨著(zhù)對鋁材料技術(shù)的要求，各類(lèi)新型鋁合金及其鋁合金制備技術(shù)也在不斷出現，對鋁合金的分析檢驗也提出了新的要求。
在鋁工業(yè)行業(yè)中，對于顯微鏡及掃描電鏡的應用主要分為三個(gè)方面，一是鋁工業(yè)礦產(chǎn)資源勘查、開(kāi)發(fā)與綜合利用方面；二是鋁產(chǎn)品加工過(guò)程中的金相組織檢驗及表面形貌觀(guān)察；三是鋁產(chǎn)品使用后的失效分析。
下面我將對顯微鏡及掃描電鏡在這三個(gè)方面的應用分別作以闡述：
一、 顯微鏡及掃描電鏡在鋁工業(yè)礦產(chǎn)資源勘探開(kāi)發(fā)綜合利用方面的應用
1、 鋁礦產(chǎn)資源勘探開(kāi)發(fā)方面的應用
在鋁礦產(chǎn)資源勘探的過(guò)程中開(kāi)展礦床地質(zhì)研究，借助偏光顯微鏡及掃描電子顯微鏡對巖石組構，礦物成分，礦物、巖石和礦石的成因特征等進(jìn)行詳細的觀(guān)察和研究是*的方法手段。對偏光顯微鏡及掃描電鏡的性能、指標、功能都有較高的要求。例如作為研究需要，對礦物的顯微結構，特別是礦物內部結構要求觀(guān)察清晰、光學(xué)參數測定準確性都要求很高。蔡司的偏光顯微鏡結構緊湊、觀(guān)察方式齊全、使用方便，非常適合巖、礦石薄片分析領(lǐng)域的研究及檢驗使用。為提高巖石、礦石鑒定和研究水平，需要快速、、、的顯微鏡設備。蔡司的掃描電鏡作為電子光學(xué)的，具有分辨率高，升級空間大，對巖石和礦物的表面形貌分析提供了可靠的依據。
2、 鋁資源開(kāi)發(fā)綜合利用方面----高鋁粉煤灰資源開(kāi)發(fā)
粉煤灰是燃煤電廠(chǎng)排放的主要廢棄物。由于粉煤灰顆粒小，很容易成為塵埃，污染空氣。另一方面，粉煤灰富含氧化鋁、氧化鐵、二氧化硅和其它多種金屬，具有一定的資源價(jià)值。因此，綜合治理和利用粉煤灰具有重大的經(jīng)濟效益和環(huán)保意義。為此，我國有色金屬工業(yè)十二五規劃中，提出加強內蒙，山西等地區高鋁粉煤灰資源的開(kāi)發(fā)與利用。
采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡，能譜儀等儀器可以研究粉煤灰在提鋁工藝過(guò)程中的微觀(guān)形貌和組成變化，從而指導其應采取的提鋁工藝，提高鋁粉煤灰中鋁的提取率。所了解，內蒙古地區在國家有色金屬“十二五”政策的支持下，設立專(zhuān)業(yè)的科研平臺---大唐高鋁煤炭研發(fā)中心，據悉該中心近期購買(mǎi)了多臺蔡司的光學(xué)顯微鏡來(lái)進(jìn)行粉煤灰的微觀(guān)結構研究，響應我國節能環(huán)保的發(fā)展理念。
3、 鋁資源綜合利用方面----微細球形鋁粉
微細球形鋁粉是國家科技部重點(diǎn)推行的新產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛應用于次金屬顏料，耐火材料，機電，航天等行業(yè)。
對微細球形鋁粉產(chǎn)品特性要求為：1、粒度均勻，分布區間窄，振實(shí)密度高。2、球形度高、雜質(zhì)含量少，活性鋁98%以上。3、外觀(guān)呈銀灰色，無(wú)外來(lái)夾雜物和結團。
采用顯微鏡及掃描電鏡可以對粉末的產(chǎn)品的表面形貌觀(guān)察來(lái)判斷粉末的球形度，粒度均勻性，從而判斷產(chǎn)品的優(yōu)良性，針對優(yōu)良性指導生產(chǎn)工藝，達到市場(chǎng)上對微細球形球形度的要求。
直徑10微米的納米微球形貌
二、鋁產(chǎn)品加工過(guò)程中的金相組織檢驗及表面形貌觀(guān)察
對于鋁及鋁合金的分析檢測zui主要的手段為金相組織檢驗及產(chǎn)品表面形貌檢驗，國家500強企業(yè)南山鋁業(yè)，中國的zui大鋁鎂合金生產(chǎn)基地東北輕合金有限公司，國內鋁合金車(chē)輪行業(yè)*家上市公司保定立中車(chē)輪有限公司，中鋁瑞閩鋁板帶有限公司、廣西南南鋁加工有限公司，魏橋鋁電有限公司都陸續引進(jìn)了金相顯微鏡及掃描電鏡來(lái)武裝公司對產(chǎn)品檢測技術(shù)的能力。
1、使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行金相檢驗
鋁及鋁合金金相檢驗的重要內容是檢驗鋁合金在加工過(guò)程中形成的不良組織，如鑄造鋁硅合金中的針狀共晶硅、鑄造鋁合金中的針孔及各類(lèi)宏觀(guān)缺陷，加工鋁合金中加工缺陷、鑄造機形變鋁合金熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)熱過(guò)燒組織等。這些不良組織會(huì )顯著(zhù)惡化鋁合金的性能，必須通過(guò)金相檢驗來(lái)判斷鋁合金制品的質(zhì)量，探討各種缺陷的形成原因，從而改進(jìn)工藝，提高制品的質(zhì)量。因而金相檢驗是鋁合金制品質(zhì)量控制的重要手段。
例如鑄造鋁合金中鋁硅合金系列，鋁硅共晶體中的Si一般呈粗大針狀分布，會(huì )降低合金的力學(xué)性能。為此采用變質(zhì)處理來(lái)提高該合金系列的綜合性能，經(jīng)過(guò)良好變質(zhì)處理后，共晶硅得到細化。
圖1 亞共晶鋁硅合金356-F變質(zhì)處理，兩樣品都用0.5%HF酸侵蝕，100x下觀(guān)察。（a）在未經(jīng)變質(zhì)處理的鋁硅共晶合金的枝晶間，硅顆粒呈網(wǎng)狀分布；（b）添加0.025%的Na進(jìn)行變質(zhì)處理后，硅顆粒變得更小而且邊角更圓。
對于鑄造鋁合金的金相檢驗內容有：鑄造鋁硅合金的變質(zhì)效果的評定，鑄造鋁硅合金熱處理過(guò)燒組織的評定，鑄造鋁銅合金晶粒度的評定。
對于變形鋁及鋁合金制品的金相檢驗內容有：鑄錠的顯微組織檢驗、加工制品淬火及退火試樣檢驗、高溫氧化、包覆層、銅擴散以及晶粒度檢驗。以及鋁合金中的各種組成相和金屬間化合物。
蔡司光學(xué)顯微鏡下退火鋁，200x
2、使用掃描電鏡進(jìn)行表面形貌檢驗
采用掃描電鏡及能譜儀研究對鋁材經(jīng)過(guò)一些變形加工工藝處理后的表面形貌檢驗，微觀(guān)組織結構，尤其是夾雜物、雜質(zhì)相等的存在形態(tài)、組成及其微觀(guān)組織結構的變化規律，對于進(jìn)一步闡明鋁材冶金品質(zhì)的改善，對提高性能，尤其是塑性變形性能的關(guān)鍵性作用，以保證產(chǎn)品的zui終品質(zhì)與性能等都具有重要的意義。如中鋁瑞閩鋁板帶有限公司采用了蔡司的掃描電鏡進(jìn)行了鋁板帶產(chǎn)品的微觀(guān)組織構分析，改進(jìn)了加工工藝，從而提高了鋁板帶產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能。
三、鋁產(chǎn)品的失效分析
采用掃描電鏡及能譜儀可以對有色金屬板材進(jìn)行失效分析，包括斷口分析，腐蝕分析等。如采用掃描電鏡及能譜儀對防銹鋁板表面發(fā)生大面積腐蝕進(jìn)行分析，得出分析結果證明，5052鋁板縫隙腐蝕是導致防銹鋁板表面發(fā)生失效的主要原因；對飛機的鋁合金零件在熱帶海洋氣候環(huán)境服役條件下所發(fā)生的腐蝕問(wèn)題進(jìn)行了分析探討。通過(guò)鋁合金零件發(fā)生腐蝕的微觀(guān)形貌和腐蝕產(chǎn)物成分等的分析，結合飛機所處環(huán)境條件，給出了鋁合金零件的腐蝕類(lèi)型和發(fā)生剝蝕的過(guò)程及原因，并分析了其發(fā)生剝蝕的機理等。
