Story

有关显微镜的结构 - 了解激光光谱的组合物

快速,完整的材料分析,用2件 - 1个溶液分析

2合1材料分析溶液的优点结合光学显微镜和激光诱导击穿光谱(libs.)本报告中描述了同时视觉和化学检验。 2合1解决方案的基本原理和其与其他普通材料分析方法的比较,这种扫描电子显微镜(SEM.)被解释为展示如何实现快速,有效的工作流程。 2合1分析解决方案可以显着降低获得材料图像和组成数据的成本和时间。这些数据是确保在生产,质量控制,故障分析和研究和领域的生产,质量控制,故障分析和研发中快速做出自信和可靠性的质量和可靠性,如汽车和冶金等。

Authors

话题 & Tags

Introduction

大量产品和应用需要材料分析。实例是在金属合金,汽车,航空航天和电子工业中找到的,以及冶金/金相,地球科学和材料科学领域[1]。在需要确保研究结果的产品质量或可靠性以及分析成本之间找到平衡并成为严重关切。

使用多种技术,例如光学和扫描电子显微镜(SEM.)以及能量分散光谱(EDS)。它们用于视觉上检查(具有高分辨率和锐度对比度的微观图像生成)材料并鉴定其局部组成(定性化学/元素光谱分析)。方法 SEM./ EDS需要特殊的样品制备和将样品转移成真空,这是耗时的,用于观察和分析。在大多数情况下,材料的本地形态和组合的可靠数据对于确定特定应用的进一步行动方针至关重要,特别是如果必须进行确信的决定,尽管需要严重的时间和预算限制。

一种在一个仪器中提供精确,可靠的视觉和化学分析的解决方案,需要少或无样品制备,并且在环境条件下与样品进行操作将大大提高工作流程效率。在进行材料分析时,这种设备将允许时间和成本节省。

本报告中描述了这种解决方案的示例, dm6 m libs. Leica Microsystems的材料分析系统(参见图1)。它将光学显微镜(视觉分析)与激光诱导的击穿光谱相结合或 libs. (化学分析)。讨论了2合1解决方案的基本操作原理和工作流优势。

LIBS的基本原则

什么是 LAser. Induced. B恐惧 S幂术(libs.)它是如何使定性的元素/化学分析成为可能的?

机制 libs.,它能够在几个基本步骤中发生材料成分分析(参见下面的图2)[2]:

  • 高能量激光脉冲撞击分析的材料表面的靶向区域(图2A);
  • 激光能量被吸收,导致局部消融和陨石坑形成(图2B);
  • 诱导血浆(自由原子和电子),同时光(连续频谱)发射;
  • 等离子体击穿(放松)立即随着元素线光谱排放;
  • 检测线光谱并识别相应的元件(图2C)。

高效的材料分析工作流程

将光学显微镜(OM)组合的2合1溶液 libs. 减少了执行分析工作流程所需的努力量。为什么用2合1 OM +分析 libs. 溶液比光学和扫描电子显微镜和能量分散光谱更有效(OM + SEM./ eds)?只是因为消除了最耗时的工作步骤。 2合1 om + libs. 解决方案需要在初始材料检查之前和之后:

  • 进行分析之前没有样品制备;
  • 没有从光学到电子显微镜转移的样品;
  • 没有重新迁移兴趣区域(样品转移后);和
  • 没有系统调整(样本转移后)。

通常使用这些步骤进行分析,om + SEM./ EDS [3-5]。下面的图3显示了图形方式工作流程之间的差异。

使用设备时,如a的化学分析所需的附加工作步骤 SEM.在材料检查期间经常跳过,由于它们的复杂性和典型的限制在金钱和时间内。尽管如此,当地方材料成分数据不可用时,仍有风险:如果没有所有相关信息,则可能不清楚正确的决定是下一个工作步骤或行动。然后有更高的风险无法实现目标产品质量。

最常见的材料分析技术的比较

目前,最常用的材料分析方法是:

  • 光学显微镜(OM);
  • 扫描电子显微镜 (SEM.)能量分散光谱(EDS);
  • 光发射光谱(OES);
  • 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS);和
  • X射线荧光光谱(XRF)。

这些方法在上面列出,以及2合1解决方案组合OM libs.,具有特定的操作要求,分析功能,可以提供某些结果。下表1显示了方法之间的比较。 2合1解决方案有明显的优点(OM + libs.)。

 

材料分析方法

要求/功能/结果

OM + libs.

SEM. + EDS

oes.

ICP-MS.

XRF.

样品制备

是的

是的

是的

在空气中分析的样品

是的

是的

是的

时间的时间

分钟

分钟

分钟

微观元素分析

是的

是的

激光消融可能

可以使用Micro-XRF

原子谱

是的

是的

是的

是的

是的

深度/简介分析

是的

可能,非常罕见

微观结构分析

是的

是的

可以使用Micro-XRF

图像数据

颜色,光学对比度方法

无颜色,电子对比度

没有任何

没有任何

没有任何

样本大小

取决于150 x 150 x 30 mm

(l x w x h)

取决于样品   chamber

取决于>20 cm each dimension

-

-

样本属性

任何坚实的, 金属或绝缘

真空,非挥发性,金属或绝缘体涂有导电层

固体,金属或导电

任何固体,悬浮在气溶胶中

任何固体,粉碎

表1:在运行要求,分析功能和交付结果方面的几种材料分析方法之间的比较。

Summary

在本报告中,提出了一个有效分析工作流程2合1材料分析解决方案的基本操作原理和优点。通过光学显微镜和激光诱导的击穿光谱(以下)的组合实现了2合1的解决方案libs.)对于材料的同时视觉和化学检查。

材料分析对于许多类型的产品开发,质量控制,故障分析和技术应用是重要的,并且在多个行业和领域常规使用,如运输,电子,金相/冶金和材料科学。通常,为这种分析分配的时间和费用是有限的,但获得可靠的结果并实现所需的产品质量始终仍然是优先级。

2合1解决方案的一个例子是 dm6 m libs. Leica MicroSystems的材料分析解决方案。它在一种仪器中提供精确,快速的视觉和化学分析,消除样品制备和转移,并且不需要样品在真空中。可以分析空气中的干燥或湿样品。这些优点使用户能够进行快速,精确,经济的材料分析。

Further Reading

  1. M.Hügi,自然的独家美学:宝石,科学实验室的夹杂物, http://www.yunhecy.com/science-lab/exclusive-aesthetics-of-nature
  2. 激光诱导击穿光谱(libs.),产品页面,快速, http://rap-id.com/micro-libs-id.html
  3. G.Höflinger,电子显微镜涂层技术简介, http://www.yunhecy.com/science-lab/brief-introduction-to-coating-technology-for-electron-microscopy
  4. W.Grünewald,去除表面层 - 样品制备 SEM.TEM:徕卡的应用笔记 em. Res102 - 物料研究,工业制造,自然资源,  http://www.yunhecy.com/science-lab/removal-of-surface-layers-sample-preparation-for-sem-and-tem
  5. F. Leroux,J. de Weert,从样品中透露更多的方法:超薄碳膜膜 
    徕卡的应用笔记 em. ACE600 - 材料研究, http://www.yunhecy.com/science-lab/ways-to-reveal-more-from-your-samples-ultra-thin-carbon-films

有兴趣了解更多吗?

Talk to our experts. 我们很乐意回答所有问题和疑虑。

联系我们

你更喜欢个人咨询吗?

  • 徕卡微系统 Inc.
    1700 Leider Lane.
    布法罗格罗夫, IL 60089. 美国
    Office Phone : +1 800 248 0123
    Service Phone : 1 800 248 0223
    Fax : +1 847-236-3009

您将在此处找到更详细的本地联系人列表。