Электронный анализ керамики — приложения сканирующей электронной микроскопии (СЭМ)
Керамические материалы обладают рядом характеристик, таких как высокая температура плавления, высокая твердость, высокая износостойкость и стойкость к окислению, и широко используются в различных областях народного хозяйства, таких как электронная промышленность, автомобильная промышленность, текстильная, химическая промышленность и аэрокосмическая промышленность. . Физические свойства керамических материалов во многом зависят от их микроструктуры, что является важной областью применения СЭМ.
Что такое керамика?
Керамические материалы представляют собой класс неорганических неметаллических материалов, изготовленных из природных или синтетических соединений путем формовки и высокотемпературного спекания, и их можно разделить на общие керамические материалы и специальные керамические материалы.
Специальные керамические материалы можно классифицировать по химическому составу: оксидная керамика, нитридная керамика, карбидная керамика, боридная керамика, силицидная керамика и т. д.; По своим характеристикам и применению можно разделить на структурную керамику и функциональную керамику.
Рисунок 1. Микроскопическая морфология керамики из нитрида бора.
СЭМ помогает изучать свойства керамических материалов
С непрерывным развитием общества, науки и техники требования людей к материалам растут, что требует более глубокого понимания различных физических и химических свойств керамики. Физические свойства керамических материалов во многом зависят от их микроструктуры [1], а изображения СЭМ широко используются в керамических материалах и других областях исследований благодаря их высокому разрешению, широкому регулируемому диапазону увеличения и стереоскопическому изображению. Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией CIQTEK SEM5000 можно использовать для легкого наблюдения микроструктуры керамических материалов и связанных с ними продуктов, а также рентгеновский энергетический спектрометр можно использовать для быстрого определения элементного состава материалов.
Применение СЭМ при исследовании электронной керамики
Крупнейшим конечным рынком промышленности специальной керамики является электронная промышленность, где титанат бария (BaTiO3) широко используется в многослойных керамических конденсаторах (MLCC), термисторах (PTC) и других электронных устройствах. Компоненты из-за его высокой диэлектрической проницаемости, превосходных сегнетоэлектрических и пьезоэлектрических свойств, а также устойчивости к напряжению и изоляционных свойств [2]. С быстрым развитием электронной информационной индустрии спрос на титанат бария увеличивается, а электронные компоненты становятся все меньше и миниатюрнее, что также выдвигает более высокие требования к титанату бария.
Исследователи часто регулируют свойства, изменяя температуру спекания, атмосферу, легирование и другие процессы подготовки. Но суть в том, что изменения в процессе приготовления вызывают изменение микроструктуры материала и, следовательно, свойств. Исследования показали, что диэлектрические сегнетоэлектрические свойства титаната бария тесно связаны с микроструктурой материала, такой как пористость и размер зерна [3]. Морфологию частиц, однородность размера частиц и размер зерен керамических порошков титаната бария можно охарактеризовать с помощью автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии SEM5000, как показано на рисунке 2.
Результаты характеристики микроструктуры являются важным руководством для выбора методов спекания, а также параметров процесса. Кроме того, изучение микроструктуры материалов методом СЭМ помогает понять взаимосвязь между микроструктурой и свойствами.
Рисунок 2. Микроскопическая морфология керамического порошка титаната бария.
Титанат стронция-бария (BaxSr1-xTiO3) также является важным электронным керамическим материалом, который представляет собой твердый раствор, образованный титанатом стронция и титанатом бария. По сравнению с титанатом бария он имеет более высокую диэлектрическую постоянную, меньшие диэлектрические потери, более высокую прочность на пробой и регулируемую точку фазового перехода в зависимости от состава, а также широко изучается и используется в электронных устройствах большим количеством ученых. [4] В настоящее время исследователи часто используют такие методы, как корректировка соотношения Sr/Ba и легирующих элементов для достижения улучшенных характеристик. Однако по-прежнему важно модулировать свойства материала путем изменения микроструктуры материала. На рис. 3 показано изображение спеченного титаната бария-стронция в обратнорассеянных электронах, протестированное на автоэмиссионном сканирующем электронном микроскопе SEM5000, которое можно использовать для характеристики однородности состава материала при малом увеличении, тогда как изображение в обратнорассеянных электронах при большом увеличении также имеет определенную морфологическая подкладка.
Рисунок 3. Микроскопическая морфология спеченных изделий из титаната бария-стронция.
Керамические материалы, металлические материалы и полимерные материалы являются тремя наиболее широко используемыми материалами в современном обществе. Благодаря постоянному развитию науки, техники и социальной экономики будущее будет предъявлять более высокие требования к характеристикам керамических материалов. Использование СЭМ для характеристики микроструктуры керамических материалов поможет улучшить технологию приготовления керамических материалов в сторону более высоких характеристик.
Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией CIQTEK SEM5000
SEM5000 - это сканирующий электронный микроскоп с высокой разрешающей способностью, многофункциональной полевой эмиссией, усовершенствованной конструкцией ствола, внутрицилиндровым замедлением и конструкцией магнитного объектива с низкой аберрацией и отсутствием утечек, позволяющий получать низковольтные изображения с высоким разрешением, которые можно применять к магнитным образцам. SEM5000 имеет оптическую навигацию, совершенные автоматические функции, хорошо продуманное взаимодействие человека и машины, оптимизированную работу и процесс использования. Независимо от того, имеет ли оператор большой опыт, вы сможете быстро приступить к выполнению задачи фотосъемки в высоком разрешении.
Высокопроизводительный и универсальный SEM-микроскоп с вольфрамовой нитью СЭМ-микроскоп CIQTEK SEM3200 — это превосходный сканирующий электронный микроскоп общего назначения с вольфрамовой нитью (СЭМ) с выдающимися общими возможностями. Его уникальная структура электронной пушки с двумя анодами обеспечивает высокое разрешение и улучшает соотношение сигнал/шум изображения при низких напряжениях возбуждения. Кроме того, он предлагает широкий спектр дополнительных аксессуаров, что делает SEM3200 универсальным аналитическим инструментом с отличными расходами.
Узнать большеАналитический полевой эмиссионный сканирующий электронный микроскоп (FESEM) с большим лучом I CIQTEK SEM4000Pro представляет собой аналитическую модель FE-SEM, оснащенную высокояркой и долговечной автоэмиссионной электронной пушкой Шоттки. Конструкция трехступенчатой электромагнитной линзы обеспечивает значительные преимущества в аналитических приложениях, таких как EDS/EDX, EBSD, WDS и других. В стандартную комплектацию он входит режим низкого вакуума и высокопроизводительный низковакуумный детектор вторичных электронов, а также выдвижной детектор обратно рассеянных электронов, который облегчает наблюдение за плохо проводящими или непроводящими образцами.
Узнать большеCIQTEK SEM5000 — это сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией, обеспечивающий возможность получения изображений и анализа с высоким разрешением, поддерживаемый множеством функций, преимуществами усовершенствованной конструкции электронно-оптической колонны, технологией туннелирования электронного луча высокого давления (SuperTunnel), низкой аберрацией и отсутствием погружения. объектив, обеспечивает получение изображений с высоким разрешением при низком напряжении, магнитный образец также можно анализировать. Благодаря оптической навигации, автоматизированным функциям, тщательно разработанному пользовательскому интерфейсу взаимодействия человека с компьютером, а также оптимизированному процессу эксплуатации и использования, независимо от того, являетесь ли вы экспертом или нет, вы можете быстро приступить к работе и выполнить работу по визуализации и анализу с высоким разрешением.
Узнать большеЭмиссионная электронная микроскопия с ультра-высоким разрешением (FESEM)А CIQTEK SEM5000X представляет собой FESEM с сверхвысоким разрешением с оптимизированной конструкцией столбца электронной оптики, снижая общие аберрации на 30%, достигая сверхвысокого разрешения 0,6 Нм при 15 кВ и 1,0 Нм при 1 кВ Его высокое разрешение и стабильность делают его выгодным в перспективных исследованиях наноструктурных материалов, а также в разработке и производстве высокотехнологичных полупроводниковых микросхем.
Узнать большеВысокое разрешение при низком возбуждении CIQTEK SEM5000Pro — это сканирующий электронный микроскоп Шоттки с полевой эмиссией (FE-SEM), обеспечивающий высокое разрешение даже при низком напряжении возбуждения. Использование передовой технологии электронной оптики «Супертуннель» обеспечивает беспересеченный путь луча вместе с конструкцией линзы из электростатического и электромагнитного состава. Эти достижения уменьшают эффект пространственного заряда, минимизируют аберрации линзы, повышают разрешение изображений при низком напряжении и достигают разрешения 1,2 нм при 1 кВ, что позволяет напрямую наблюдать непроводящие или полупроводниковые образцы, эффективно уменьшая количество образцов. радиационное повреждение.
Узнать большеВысокоскоростной сканирующий электронный микроскоп для перекрестной визуализации образцов большого объема CIQTEK HEM6000 оснащен такими технологиями, как электронная пушка с большим током высокой яркости, высокоскоростная система отклонения электронного луча, высоковольтное замедление предметного столика для образца, динамическая оптическая ось и иммерсионный электромагнитный и электростатический комбинированный объектив. для достижения высокоскоростного получения изображений при обеспечении наноразрешения. Автоматизированный рабочий процесс предназначен для таких приложений, как более эффективный и интеллектуальный рабочий процесс получения изображений с высоким разрешением на больших площадях. Скорость получения изображения может быть более чем в 5 раз выше, чем у обычного сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией (FESEM).
Узнать большеСканирующий электронный микроскоп нового поколения с вольфрамовой нитью CIQTEK SEM3300 сканирующий электронный микроскоп (SEM) включает в себя такие технологии, как «супертуннельная» электронная оптика, встроенные в линзу детекторы электронов и объективы из электростатических и электромагнитных соединений. Применяя эти технологии в микроскопе с вольфрамовой нитью, давний предел разрешения такого СЭМ превышается, что позволяет СЭМ с вольфрамовой нитью выполнять задачи анализа при низком напряжении, которые ранее были достижимы только с помощью СЭМ с автоэлектронной эмиссией.
Узнать большеСтабильный, универсальный, гибкий и эффективный CIQTEK SEM4000X — это стабильный, универсальный, гибкий и эффективный сканирующий электронный микроскоп с автоэмиссионной эмиссией (FE-SEM). Он достигает разрешения 1,9 нм при 1,0 кВ и легко решает задачи получения изображений с высоким разрешением для различных типов образцов. Его можно модернизировать, добавив режим замедления сверхлучевого луча, чтобы еще больше повысить разрешение при низком напряжении. В микроскопе используется мультидетекторная технология с встроенным в колонку электронным детектором (UD), способным обнаруживать сигналы SE и BSE, обеспечивая при этом работу с высоким разрешением. Установленный в камере детектор электронов (LD) включает в себя кристаллический сцинтиллятор и фотоумножители, обеспечивающие более высокую чувствительность и эффективность, что позволяет получать стереоскопические изображения превосходного качества. Графический пользовательский интерфейс удобен для пользователя и оснащен такими функциями автоматизации, как автоматическая яркость и контрастность, автофокусировка, автоматический стигатор и автоматическое выравнивание, что позволяет быстро получать изображения сверхвысокого разрешения.
Узнать большеПросвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) 120 кВ 1. Разделенные рабочие пространства: Пользователи работают с TEM в разделенной комнате с комфортом, снижая влияние окружающей среды на TEM. 2. Высокая эксплуатационная эффективность: Специальное программное обеспечение объединяет высокоавтоматизированные процессы, обеспечивая эффективное взаимодействие TEM с мониторингом в реальном времени. 3. Улучшенный опыт эксплуатации: Оборудован автоэмиссионной электронной пушкой с высокоавтоматизированной системой. 4. Высокая расширяемость: Для пользователей зарезервировано достаточное количество интерфейсов для перехода на более высокую конфигурацию, отвечающую разнообразным требованиям приложений.
Узнать большеПолевой эмиссионный сканирующий электронный микроскоп (FE-SEM) с колонками со сфокусированным ионным пучком (FIB) Сканирующий электронный микроскоп с фокусированным ионным лучом CIQTEK DB550 (FIB-SEM) оснащен колонной сфокусированного ионного луча для наноанализа и подготовки образцов. Он использует технологию «супертуннельной» электронной оптики, низкую аберрацию и немагнитную конструкцию объектива, а также имеет функцию «низкого напряжения, высокого разрешения», обеспечивающую его наноразмерные аналитические возможности. Ионные колонны позволяют использовать источник ионов жидкого металла Ga+ с высокостабильными и высококачественными ионными пучками, что обеспечивает возможности нанопроизводства. DB550 — это универсальная рабочая станция для наноанализа и производства со встроенным наноманипулятором, системой впрыска газа и удобным программным обеспечением с графическим пользовательским интерфейсом.
Узнать больше