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(qū)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(jié)構,利用 SKPFM 監(jiān)測表面電位變化,可及時發(fā)現(xiàn)涂層破損或腐蝕隱患,采取相應的防護措施,延長金屬結(jié)構的使用壽命。
在核能相關設施中,如核電站反應堆堆芯結(jié)構材料、核廢料儲存容器等,金屬材料長期處于輻照環(huán)境中。輻照會使金屬材料的原子結(jié)構發(fā)生變化,導致材料性能劣化。金屬材料在輻照環(huán)境下的性能檢測通過模擬核輻射場景,利用粒子加速器或放射性同位素源產(chǎn)生的中子、γ 射線等對金屬材料樣品進行輻照。在輻照過程中及輻照后,對材料的力學性能、微觀結(jié)構、物理性能等進行檢測。例如測量材料的強度、韌性變化,觀察微觀結(jié)構中的空位、位錯等缺陷的產(chǎn)生和演化。通過這些檢測,能準確評估金屬材料在輻照環(huán)境下的穩(wěn)定性,為核能設施的選材提供科學依據(jù)。選擇抗輻照性能好的金屬材料,可*核電站等核能設施的長期安全運行,防止因材料性能劣化引發(fā)的核安全事故。