在熱循環(huán)載荷作用下，金屬材料內(nèi)部會產(chǎn)生熱疲勞裂紋，隨著循環(huán)次數(shù)增加，裂紋逐漸擴(kuò)展，可能導(dǎo)致材料失效。熱疲勞裂紋擴(kuò)展速率檢測通過模擬實(shí)際熱循環(huán)工況，對金屬材料樣品施加周期性的溫度變化，同時(shí)利用無損檢測技術(shù)，如數(shù)字圖像相關(guān)法、掃描電子顯微鏡原位觀察等，實(shí)時(shí)監(jiān)測裂紋的萌生和擴(kuò)展過程。精確測量裂紋長度隨熱循環(huán)次數(shù)的變化，繪制裂紋擴(kuò)展曲線，計(jì)算裂紋擴(kuò)展速率。通過研究材料成分、組織結(jié)構(gòu)、熱循環(huán)參數(shù)等因素對裂紋擴(kuò)展速率的影響，為金屬材料在熱疲勞環(huán)境下的壽命預(yù)測和可靠性評估提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，指導(dǎo)材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn)，提高高溫設(shè)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(hù)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(diǎn)，評估涂層對金屬基體的防護(hù)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(gòu)，利用 SKPFM 監(jiān)測表面電位變化，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)涂層破損或腐蝕隱患，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，延長金屬結(jié)構(gòu)的使用壽命。