在熱循環載荷作用下，金屬材料內部會產生熱疲勞裂紋，隨著循環次數增加，裂紋逐漸擴展，可能導致材料失效。熱疲勞裂紋擴展速率檢測通過模擬實際熱循環工況，對金屬材料樣品施加周期性的溫度變化，同時利用無損檢測技術，如數字圖像相關法、掃描電子顯微鏡原位觀察等，實時監測裂紋的萌生和擴展過程。精確測量裂紋長度隨熱循環次數的變化，繪制裂紋擴展曲線，計算裂紋擴展速率。通過研究材料成分、組織結構、熱循環參數等因素對裂紋擴展速率的影響，為金屬材料在熱疲勞環境下的壽命預測和可靠性評估提供關鍵數據，指導材料的優化設計和工藝改進，提高高溫設備的服役壽命。
掃描開爾文探針力顯微鏡（SKPFM）可用于檢測金屬材料的表面電位分布，這對于研究材料的腐蝕傾向、表面電荷分布以及涂層完整性等具有重要意義。通過將一個微小的探針在金屬材料表面上方掃描，利用探針與表面之間的靜電相互作用，測量表面電位的變化。在金屬材料的腐蝕防護研究中，SKPFM 能夠檢測出表面不同區域的電位差異，從而判斷材料表面是否存在腐蝕活性點，評估涂層對金屬基體的防護效果。例如在海洋工程中，對于長期浸泡在海水中的金屬結構，利用 SKPFM 監測表面電位變化，可及時發現涂層破損或腐蝕隱患，采取相應的防護措施，延長金屬結構的使用壽命。
