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.
CIQTEK 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 большеВысокопроизводительный и универсальный СЭМ с вольфрамовой нитью Микроскоп The Микроскоп сканирующего электронного микроскопа CIQTEK SEM3200 - это превосходный универсальный сканирующий электронный микроскоп с вольфрамовой нитью (СЭМ) с выдающимися общими возможностями. Его уникальная структура электронной пушки с двойным анодом обеспечивает высокое разрешение и улучшает соотношение сигнал/шум изображения при низких напряжениях возбуждения. Кроме того, он предлагает широкий спектр дополнительных принадлежностей, что делает SEM3200 универсальным аналитическим прибором с превосходной расходуемостью.
Узнать большеВысокое разрешение при низком возбуждении The CIQTEK SEM5000Pro это высокое разрешение Шоттки сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией (FE-SEM) Специализируется на высоком разрешении даже при низком напряжении возбуждения. Использование передовой технологии электронной оптики «Super-Tunnel» обеспечивает свободный от пересечений путь луча и конструкцию электростатическо-электромагнитной составной линзы. Эти достижения снижают эффект пространственной зарядки, минимизируют аберрации линз, повышают разрешение изображений при низком напряжении и достигают разрешения 1,2 нм при 1 кВ, что позволяет напрямую наблюдать непроводящие или полупроводящие образцы, эффективно снижая повреждение образцов от облучения.
Узнать большеАналитический Шоттки Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией (FESEM) CIQTEK SEM4000Pro аналитическая модель FE-SEM, оснащенная высокояркой и долговечной полевой электронной пушкой Шоттки. Ее трехступенчатая конструкция электромагнитной линзы обеспечивает значительные преимущества в аналитических приложениях, таких как EDS / EDX, EBSD, WDS и т. д. Модель стандартно поставляется с режимом низкого вакуума и высокопроизводительным низковакуумным вторичным электронным детектором, а также выдвижным детектором обратно рассеянных электронов, что позволяет наблюдать за плохо проводящими или непроводящими образцами.
Узнать большеВысокоскоростной Полностью автоматизированная полевая эмиссия Сканирующий электронный микроскоп Рабочая станция CIQTEK HEM6000 В оборудовании используются такие технологии, как сверхъяркая электронная пушка с большим током пучка, высокоскоростная система отклонения электронного пучка, высоковольтное торможение предметного столика, динамическая оптическая ось и иммерсионный электромагнитный и электростатический комбинированный объектив, позволяющие достигать высокоскоростного получения изображений, обеспечивая при этом разрешение в наномасштабе. Автоматизированный рабочий процесс предназначен для таких приложений, как более эффективный и интеллектуальный рабочий процесс получения изображений большой площади с высоким разрешением. Скорость получения изображений более чем в пять раз выше, чем у обычного сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией (FESEM).
Узнать большеСверхвысокое разрешение Сканирующий электронный микроскоп с вольфрамовой нитью The CIQTEK SEM3300 Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) Включает такие технологии, как "супертуннельная" электронная оптика, внутрилинзовые электронные детекторы и электростатические и электромагнитные составные объективные линзы. Применяя эти технологии к микроскопу с вольфрамовой нитью, можно превзойти давний предел разрешения такого СЭМ, что позволяет СЭМ с вольфрамовой нитью выполнять задачи анализа низкого напряжения, которые ранее были достижимы только с помощью полевых эмиссионных СЭМ.
Узнать большеСтабильный, универсальный, гибкий и эффективный The CIQTEK SEM4000X является стабильным, универсальным, гибким и эффективным сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией (FE-SEM) . Он достигает разрешения 1,9 нм при 1,0 кВ и легко справляется с задачами визуализации высокого разрешения для различных типов образцов. Его можно модернизировать с помощью режима замедления ультра-луча, чтобы еще больше улучшить разрешение при низком напряжении. Микроскоп использует технологию мультидетектора с электронным детектором в колонке (UD), способным обнаруживать сигналы SE и BSE, обеспечивая при этом высокое разрешение. Электронный детектор, установленный в камере (LD), включает в себя кристаллический сцинтиллятор и фотоумножительные трубки, предлагая более высокую чувствительность и эффективность, что приводит к стереоскопическим изображениям с превосходным качеством. Графический пользовательский интерфейс удобен для пользователя, с функциями автоматизации, такими как автоматическая яркость и контрастность, автофокус, автоматический стигматор и автоматическое выравнивание, что позволяет быстро захватывать 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 большеСканирующая электронная микроскопия сверхвысокого разрешения с полевой эмиссией (FESEM) The CIQTEK SEM5000X представляет собой сверхвысокоразрешающий FESEM с оптимизированной конструкцией электронно-оптической колонны, снижающей 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 передовых исследованиях наноструктурных материалов, а также в разработке и производстве высокотехнологичных узловых полупроводниковых ИС-чипов.
Узнать большеСканирующий электронный микроскоп с автоэмиссией и фокусированным ионным пучком Ga+ The Сканирующий электронный микроскоп с фокусированным ионным пучком (FIB-SEM) CIQTEK DB550 Имеет сфокусированную ионную колонку для наноанализа и подготовки образцов. Он использует технологию электронной оптики «супертуннель», низкую аберрацию и немагнитную конструкцию объектива, а также имеет функцию «низкое напряжение, высокое разрешение», чтобы гарантировать его аналитические возможности в наномасштабе. Ионные колонны обеспечивают источник ионов жидкого металла Ga+ с высокостабильными и высококачественными ионными пучками для обеспечения возможностей нанопроизводства. DB550 — это многофункциональная рабочая станция для наноанализа и производства с интегрированным наноманипулятором, системой впрыска газа и удобным графическим интерфейсом.
Узнать больше