[发明专利]一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法

摘要

本发明提供一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，通过扫描仪器的原位扫描探针成像功能实现对材料表面形貌的实时扫描，进而实现对材料表面在高温环境下全场氧化速率的测量。首先在试件表面预制标记物，然后升温至目标温度，并扫描包括预制标记物的试件表面形貌作为初始形貌，此过程中通入保护性气体防止预制标记物以及预制标记物下方的试件表面氧化。停止通入保护性气体，利用原位扫描成像功能对试件表面氧化形貌进行实时在线记录，对比分析氧化前后试件表面的初始形貌和实时形貌，提取相关数据，利用公式计算试件表面任意位置的氧化速率。本发明为研究材料在微纳米尺度不同温度下的氧化行为提供了一种新方法。

主权项

1.一种通过扫描形貌测量全场实时氧化速率的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)处理试件表面后，在试件表面选定待研究区域并设置预制标记物，其中，预制标记物凸出试件表面，且在目标温度下不发生氧化；/n2)在通入保护性气体的条件下，选定氧化前预制标记物底部为氧化前零高度，选定氧化后预制标记物底部为氧化后零高度，用扫描仪器在目标温度下对包括预制标记物、待研究区域在内的试件表面进行实时原位扫描，并记录扫描范围内初始形貌信息；/n3)停止通入保护性气体，试件表面开始氧化，对包括预制标记物、待研究区域在内的试件表面进行实时原位扫描，并记录扫描范围内实时形貌信息；/n4)从初始形貌信息中提取出预制标记物相对于所述氧化前零高度的初始高度H₀以及试件表面的待研究区域内任一点相对于所述氧化前零高度的初始高度h₀，从实时形貌信息中提取出预制标记物相对于所述氧化后零高度的实时高度H₁以及待研究区域内任一点相对于所述氧化后零高度的实时高度h₁；/n5)利用待研究区域内任一点在初始形貌信息、实时形貌信息中的高度差得到第一高度差值，利用预制标记物在初始形貌信息、实时形貌信息中的高度差得到第二高度差值，计算第一高度差值与第二高度差值的差值，得到待研究区域内一点的氧化膜实时厚度d，并结合时间间隔，得到待研究区域内任一点的实时氧化速率w，进而可得到扫描全场的实时氧化速率，/nd＝(h₁-h₀)-(H₁-H₀) 公式1/n /n其中,△t为时间间隔,△d为在△t时间间隔内氧化膜厚度的变化。/n