Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Elektronová mikroskopie oživla barvami
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Elektronová mikroskopie oživla barvami

Zařízení Röntec MultiMax a Color SEM přináší barvu do šedivého světa REM mikroskopie a představuje rychlý přístroj s vysokým rozlišením obrazu Element Images. Ve srovnání s jinými umožňuje prostorové efekty a přináší informace s topografickými a chemickými detaily jako jsou fáze a hranice zrn, které mají větší vypovídací schopnost a dovolují vyslovení kvalifikovanějších závěrů.

Dosud příprava barevných map s ostrostí elektronového obrazu struktur materiálů a rozložení prvků ve vyšetřovaném vzorku na řádkovacím elektronovém mikroskopu (REM) trvala až několik hodin. Pomocí přístroje Röntec MultiMax a přídavného zařízení Color SEM berlínské firmy Röntec GmbH k REM mikroskopům se stává záležitostí několika minut.
Využitím charakteristického rentgenového záření chemických prvků pevných látek vznikají atraktivní barevné mapy rozložení fází a prvků ve strukturách Element Images, které dávají vznik nové éře v řádkovací elektronové mikroskopii - barevné REM. Dosud byly standardní EDX (Energy Dispersive X-Ray Spectrometry) mapy vzhledem ke svým dlouhým snímacím časům pro praktické vyhodnocování struktur málo vhodné. Novinka firmy Röntec je rychlejší a poskytuje velkou hloubku ostrosti. Obrazy pomocí Color SEM vznikají během několika minut a s jedinečnou kvalitou 16 milionů barevných odstínů ukazují fáze a prvky v mikronové a submikronové oblasti s hloubkou ostrosti srovnatelnou s černobílými SEM/REM snímky. Röntec MultiMax a Color SEM tak umožňují vysokorychlostní mapování High-Speed Mapping pro Element Images.

Brilantní snímky vypovídají

Jako ukázka plasticity barevného podání slouží snímek vady spoje tlakového senzoru elektronického barometru (obr. 1). U tohoto dílu, povlakovaného hliníkem, došlo nadměrným vývinem tepla k uvolnění křemíku z podkladu a ke znehodnocení spoje. Zatímco na černobílém snímku (obr. 2) jsou oba prvky vzhledem ke svým blízkým atomovým hmotnostem (Al 26,98 a Si 28,09) téměř nerozlišitelné, obraz Element Images chemické složení hliníku a křemíku jednoznačně identifikuje. Pořízení snímku o rozlišení 1024 x 786 pixelů s použitím urychlovacího napětí 20 kV trvalo 8 min.
Snímkování Element Images se hodí i pro vyšetřování vlastností a složení různých materiálů. Na obr. 3 je pájený spoj tvrdé horniny s tvrdou slitinou ve zvětšení 200x. Zatímco horní černobílá polovina obrazu vypovídá pouze o tom, že se jedná o spoj horniny s kovem, barevná informace říká, že jde o niklovou pájku, při analýze na další kovy řekne metalurgovi o složení kovu, vměstků a fází a geochemikovi a mineralogovi více než jen zjištění, že hornina obsahuje Si, K, Ca, Mg, Ti, Fe a další prvky. Tento snímek opět s rozlišením 1024 x 786 pixelů vznikl pomocí urychlovacího napětí 15 kV za 5 minut.
Snímkování Element Images mohou hrát i významnou roli v mikromechanickém výzkumu. Na obr. 4 je niklový mikromotor o průměru 600 µm na křemíkovém nosiči. Pro posouzení uložení a funkce byl pomocí urychlovacího napětí pořízen snímek s rozlišením 1024 x 786 pixelů na REM za 10 min. Podobný snímek standardní technikou EDX by si vyžádal měření v délce několika hodin.

Detektory nové generace

Color SEM je produktem nové generace detektorů, zpracovávajících až 400 000 impulzů (cps), a tedy až desetinásobně více než běžné detektory EDX, navíc nevyžadujících chlazení kapalným dusíkem. Speciální řešení EDX detektoru, známého jako XFlash (integrovaná křemíková driftující dioda, FET a Peltierův element), model 2001 se 400 kcps a modely 1000 se 130 kcps a 275 kcps, rozhodují o rychlosti a přesnosti obrazu Element Images (obr. 5).
Přístroj Röntec MultiMax a přídavné zařízení Color SEM, skládající se z detektoru XFlash, REM ovládání, elektronického modulu a softwaru pro Windows 98 a vyšší, umožňují současné měření až 8 libovolných prvků od sodíku až po uran, rychle a kvalitně. Poskytují obrazy ve formátu TIF s libovolným rozlišením do max. 4000 x 4000 pixelů.
Doplňující zařízení UHV Dewar Detektor je určeno pro detekci, rozlišení a stanovení prvků nízkých atomových čísel - bóru, uhlíku, dusíku, kyslíku a fluoru.

Aplikace nejen v průmyslu a ve výzkumu

Z početných aplikací této nedestruktivní analýzy v průmyslu a výzkumu, mimo již zmíněnou mikrotechniku a mikroelektroniku, patří k nejatraktivnějším analýza interstelárních objektů a meteoritů v kosmickém výzkumu, archeologických artefaktů a biologických materiálů. Využití nachází i v kriminalistice při analýzách příčin selhání materiálu, alterací materiálu, falzifikátů aj., jak firmě Röntec potvrzuje kriminální rada Ernst Oppitz z kiriminální ústředny rakouské Spolkové policie, jenž je technikou nadšen a oceňuje, že nevyžaduje chlazení kapalným dusíkem, které si mnohé menší firmy nemohou dovolit.

Pár slov o firmě

Společnost Röntec GmbH v Berlíně založilo 13 vědců, inženýrů a techniků bývalé Akademie věd NDR v roce 1991 pro vývoj systémů EDX. V roce 2000 uvedla jako světovou novinku systém MultiMax a přídavné zařízení Color SEM s detektory XFlash pro využití REM mikroskopie k rychlému pořizování barevných strukturních map. Dnes, s 57 zaměstnanci a s pobočkami v USA, Velké Británii a Francii, prodává ročně 150 systémů po celém světě.

Další články

Měření ve strojírenství
Metrologie/ kontrola jakosti

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky














Sledujte nás na sociálních sítích: