小小圓珠筆雖然普通，曾經(jīng)卻是一道橫亙在國人面前的難題。我們曾被嘲笑能造出航母來，而圓珠筆頭卻依賴進口。直到2016年太鋼集團生產(chǎn)出高性能筆尖專用鋼材，我國才擺脫了這種尷尬局面。
圖1 下含F(xiàn)e樣品的截面形貌圖
圓珠筆的制造需要掌握特種鋼材的制造能力和較高的微米級精細(xì)加工能力。需要確保給筆尖穩(wěn)定地供給墨水而不露墨，防止中斷飛白，達(dá)到順暢書寫長久耐用的效果。
那么我們?nèi)粘Ｊ褂玫膱A珠筆和水性筆筆尖是什么樣的構(gòu)造呢？我們隨機拆開了兩支筆芯，對其鑲嵌磨拋后，放到Axia ChemiSEM掃描電鏡下，去看看它們內(nèi)部結(jié)構(gòu)有什么差異。
圖2 子彈頭筆芯和針管式筆芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖3 子彈頭筆芯大面積截面圖
圖4 針管式筆芯大面積截面圖
對此樣品截面的尺寸進行測量如圖5，球珠直徑在400μm以上，而其底座既要保證球珠穩(wěn)定，又需保證球珠順暢滾動：球座稍偏大些，球珠就掉出來了；球座偏小些，則球珠受到限制，無法流暢書寫。
圖5 筆芯尺寸測量圖
同時，通過Axia的多通道成像和實時能譜功能，我們可以同時得到材料形貌和成分信息，得到更全面的認(rèn)識。下圖6為實時觀察的界面，通過雙導(dǎo)航直觀找到筆芯樣品的位置，直觀得到其形貌和成分信息結(jié)果，如圖7所示。
圖6 Axia ChemiSEM 多通道同時成像界面
圖7 筆芯實時能譜面分布圖
參考文獻
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[3]https://www.sohu.com/a/657860891_121617550
https://zhuanlan.zhihu.com/p/137574283
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