材料分析顯微鏡下觀測的枝晶動態(tài)演變
01 視頻實拍 / Real video shooting
02 定義原理/ Define
定義：
枝晶，一種不一樣的微觀結(jié)構(gòu)，廣泛存在于自然界和人工材料中。從定義上來看，枝晶是指由主干和分支組成的樹狀結(jié)構(gòu)，形態(tài)各異，具有高度的復雜性和多樣性。
原理：
枝晶的形成是復雜精細的過程，涉及晶體生長的物理和化學因素相互作用。在晶體生長的過程中，由于溫度、濃度、雜質(zhì)等多種因素的影響，晶體生長的速度和方向會發(fā)生變化，進而形成樹枝狀的晶體結(jié)構(gòu)，即枝晶。
03 枝晶生長/ Grow
枝晶生長涉及復雜機制，以鋰枝晶為例，充電時鋰離子在負極形成樹枝狀金屬鋰。枝晶的生長是一個動態(tài)過程其生長受多種因素影響，如電流密度、電解液、溫度和負極材料。
04 實驗過程 / Process
電沉積過程中鋰枝晶生長的原位光學快照
實驗?zāi)康模?/strong>
對鋰枝晶的動態(tài)演化沉積過程和其形貌的樣式進行深入的認識。
實驗過程 ：
首先，需要自制一個具有石英玻璃視窗的電池裝置裝配Li | Li對稱電池，隨后將其放置在光學顯微鏡下觀察鋰的動態(tài)沉積過程。
我們挑選了具有特定物理和化學特性的材料，包括鋰電池和精密電解質(zhì)溶液，以確保實驗結(jié)果的準確性和可靠性。以模擬實際材料生長環(huán)境。按預(yù)定比例和方法混合研磨原材料，獲得均勻混合物，要特別注意控制混合時間和溫度。
實驗采用了先進的枝晶生長觀測系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了高分辨率顯微鏡和圖像采集分析軟件，能夠?qū)崟r觀測并記錄枝晶生長的全過程。并且對系統(tǒng)進行校準，按照標準操作流程，將樣品放置在顯微鏡觀測臺上。通過調(diào)整焦距和光源，我們能夠清晰地觀察到樣品的微觀結(jié)構(gòu)。
實驗總結(jié)：
采用高分辨率成像技術(shù)來捕捉枝晶的動態(tài)演化，尤其是不同電流密度下離散狀的鋰枝晶分布轉(zhuǎn)向團簇狀生長的變化過程。
在不同的電流密度下，會呈現(xiàn)出了兩種不同的枝晶形貌。鋰枝晶的形貌可分為兩種類型：離散分布的單根鋰枝晶，如針狀、晶須狀結(jié)構(gòu)；某一位置團簇狀發(fā)展的鯉枝晶，如苔蘚狀、灌木狀和樹狀。
05 儀器介紹 / Experimentation
儀器優(yōu)勢
PJ40-BD半導體檢查顯微鏡：
該顯微鏡能檢查器件和晶圓，尤其適合中小尺寸半導體FPD檢查。其高性價比的明場光學系統(tǒng)，采用全新半復消技術(shù)，支持多種觀察方式，提供清晰、高對比度的顯微圖像。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)堅實可靠，人機工程學設(shè)計。附件齊全，配置完善，可靈活組合與拓展功能，是工業(yè)檢測的有效工具。
儀器規(guī)格
型 號 | PJ40-BD |
光學系統(tǒng) | 無限遠色差校正光學系統(tǒng) |
光學放大倍數(shù) | 50倍-500倍(可選1000倍) |
數(shù)碼放大倍數(shù) | 150倍-1500倍（21.5寸顯示器）搭配100倍物鏡倍數(shù)可達3000倍 |
工業(yè)相機 | 1200萬1/1.8寸彩色索尼工業(yè)芯片（可選630萬和2000萬像素） |
觀察筒 | 反像，無限遠鉸鏈三通觀察筒，瞳距調(diào)節(jié)：50mm~76mm，兩檔分光比雙目:三目=100：0 |
目鏡 | 高眼點大視野目鏡PL10X23mm，視度可調(diào) |
枝晶專用 物鏡 | 無限遠長工作距明暗場半復消色差金相物鏡 5X NA0.15 WD15 |
無限遠長工作距明暗場半復消色差金相物鏡 10X NA0.30 WD8.4 | |
無限遠長工作距明暗場半復消色差金相物鏡 20X NA0.40 WD11.9 | |
無限遠長工作距明暗場半復消色差金相物鏡 50X NA0.75 WD3.0 | |
無限遠長工作距明暗場半復消色差金相物鏡 100X NA0.90 WD1.0 (可選) | |
無限遠長工作距明暗場全復消色差金相物鏡 50X NA0.55 WD8.0 (可選) | |
無限遠長工作距明暗場全復消色差金相物鏡 100X NA0.80 WD2.8 (可選) | |
物鏡轉(zhuǎn)換器 | 電動明暗場6孔轉(zhuǎn)換器（帶DIC插槽），物理按鈕和軟件雙控. |
機架 | 透反射用機架, 低手位粗微同軸調(diào)焦機構(gòu)。粗調(diào)行程35mm,微調(diào)精度0.001mm。帶有防止下滑的調(diào)節(jié)松緊裝置和隨機上限位裝置。內(nèi)置100-240V寬電壓系統(tǒng)，采用數(shù)字調(diào)光，具有光強設(shè)定與復位功能 |
載物臺 | 6*4英寸載物臺，平臺面積 310*240mm，移動行程：150mmX100mm機械平臺，X、Y方向同軸調(diào)節(jié)； |
聚光鏡 | 搖出式消色差聚光鏡（N.A.0.9） |
反射照明器 | 明暗場反射照明器，帶可變孔徑光闌，視場光闌，中心可調(diào)，帶濾色片插槽，帶起偏鏡/檢偏鏡插槽， |
燈室 | 5W可調(diào)LED燈室，透、反射通用，預(yù)定中心 |
攝像接口 | 攝影攝像附件：0.65X，C型接口，可調(diào)焦（可選0.5X/1X） |
偏光組件 | 起偏鏡插板，360°旋轉(zhuǎn)式檢偏鏡插板 |
電腦 | 品牌電腦和顯示器 |
測量軟件 | 測量軟件，軟件控制電動物鏡轉(zhuǎn)盤，拍照，錄像，測量，掃碼上傳，實時圖像拼接，景深融合 |
標尺 | 高精度型測微尺，格值0.01mm |
上海締倫光學儀器有限公司選擇此文，參與科普創(chuàng)作大賽，榮獲二等獎。
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