Egyéb iparágak

Elemanalízis digitális mikroszkópokkal, LIBS (lézerindukált plazmaspektroszkópia) technikával

A LIBS (lézerindukált plazmaspektroszkópia) egy olyan elemanalízis-módszer, amely impulzuslézert használ az elemi összetevők azonosítására. Ebben a fejezetben áttekintést adunk a LIBS technikáról, valamint példákat hozunk a digitális mikroszkóppal végzett elemanalízisre.

Elemanalízis digitális mikroszkópokkal, LIBS (lézerindukált plazmaspektroszkópia) technikával

Mi az a LIBS (lézerindukált plazmaspektroszkópia)?

A LIBS a lézerindukált plazmaspektroszkópia rövidítése. Ez egy olyan elemanalízis-módszer, amelyben egy impulzuslézer sugározza be a mintát. Egy spektrométer szétválasztja a keletkező plazma hullámhosszait, majd elemzik az egyes hullámhosszok fényintenzitását a benne lévő elemi összetevők azonosítása érdekében.
Ezt az elemzési módszert a NASA Marson végzett kutatásai során is alkalmazták, és lehetővé teszi a vákuummentes elemanalízist.

  1. Az impulzuslézer besugározza a mintát.
  2. A plazma fényt bocsát ki a minta felületén.
  3. A spektrométer hullámhosszokra osztja a plazma által sugárzott fényt.
  4. A detektor az egyes hullámhosszok intenzitását gyűjti.
  5. Az intenzitásadatokból spektrumokat kapunk, és kiszámítjuk az elemi összetevők arányát.

A LIBS használatának előnyei

A LIBS a következő előnyöket kínálja.

  • Az összetevőket először is könnyű elemekkel, például hidrogénnel (H) és lítiummal (Li) lehet kimutatni.
  • Nincs szükség vákuumra.
  • Nem igényel előfeldolgozást (forgácsolás, csiszolás, vezetőképesség-kezelés stb.).
  • Lehetőség nyílik vákuummentes használatra, ezáltal a minta méretére vonatkozó korlátozások is kiküszöbölhetők.
  • A körülbelül 10 µm-es pontátmérő lehetővé teszi a mikroszkopikus minták elemzését.
  • Folyadékok elemzésére is lehetőséget nyújt.
  • Az elemanalízis az anyag mélyebb rétegeiben is elvégezhető a minta egymás utáni több impulzussal történő besugárzásával (a fúrás funkció használatával).

Példák digitális mikroszkóppal végzett elemanalízisre

Ebben a szakaszban a legújabb példákon keresztül mutatjuk be az elemanalízist a KEYENCE VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp és az EA-300 sorozatú lézeres anyagvizsgálat fejegység alkalmazásával.

Példák az akkumulátoriparban

Lítiumion-akkumulátor negatív elektródájának elemzése
A céltárgyat nem szükséges megolvasztani a lítiumfényelem kimutatásához.
Akkumulátorfolyadék-szivárgás és korrózióelemzés
Az előfeldolgozás szükségességének kiküszöbölésével sok időt spórolhatunk. Folyadékok és porok egyaránt elemezhetőek, a színadatok bevonásával pedig vizuálisan könnyebben érthető jelentéseket kapunk.

Példák a galvanizáló iparban

Galvanizálás – keresztmetszeti elemanalízis
A rövid elemzési idő révén több elemzés végezhető el.
Fémbevonaton belüli idegen részecske elemzése
A fúrás funkció lehetővé teszi a bevonat belsejében lévő idegen részecskék elemzését.
Bevonófólia vastagságának kiértékelése
A fúrás funkció lehetővé teszi a bevonófólia vastagságának kiértékelését. Ez nemcsak a vastagságkezelést teszi lehetővé, hanem azt is, hogy ellenőrizni lehessen, hogy a megfelelő anyagokkal dolgoztak-e.

Példák az élelmiszergyártásban és a gyógyszeriparban

Kristályösszetevők vizsgálata (sókristályok)
A pusztán megfigyeléssel nem azonosítható kristályok elemanalízissel azonosíthatók.
Tablettában lévő idegen részecske elemzése
A fúrás funkció lehetővé teszi a tablettákban lévő idegen részecskék elemzését, kiküszöbölve ezzel az idegen részecskék eltávolításával járó nehézségeket.
Idegen részecskék elemzése gyártási folyamatokban
Az Ag (ezüst) érzékelése a céltárgyat ezüst fogkoronaként azonosítja. A molibdén kimutatása azt is jelzi, hogy a céltárgy fogászati anyagból származik. A behatolás útja rövid időn belül azonosítható, így elkerülhető, hogy ugyanaz a probléma megismétlődjön.

Példák az elektronikai alkatrészek ágazatában és a félvezetőiparban

Hajszálkristály-elemzés
A céltárgyat hajszálkristályként vagy rostos idegen részecskeként lehet azonosítani.
Szondacsipesz-bevonat leválásának elemzése
A szondacsipesz hegyén lévő bevonat leválása elemezhető.
Aranyozáson lévő foltok elemzése
Aranyozott króm esetében ellenőrizhető a tapadás. Aranyozott nikkel esetében ellenőrizhető az alulról történő szivárgás.

Példák az autóiparban

Motoralkatrészben lévő idegen részecske elemzése
Elemezhetők az öntött alkatrészekben lévő idegen részecskék.
Forgácselemzés
A forgácsot elemanalízisnek alávetve azonosítani lehet a terméket, amelyből származik.
Krómbevonatú befecskendezőcsapokról származó hámlás ellenőrzése
Az elemzés kimutatja, hogy levált-e a felület bevonata, látható-e az alapanyag, és hogy a párosított alkatrészből származó összetevők hozzátapadtak-e a bevonathoz. Még háromdimenziós céltárgyak esetében is végezhető szögfüggetlen elemzés.
Fogaskerékhiba elemzése szinterezés után
Egy olyan hibára reagálva, amely során a termék befeketedett, az elemzés kimutatta, hogy az ok a felülethez tapadó timföld volt, nem pedig a felület elszenesedése.

Példák a vegyiparban

Rázkódásálló gumiról készült idegenrészecske-elemzés
Az idegen részecskék szerves vagy szervetlen anyagként azonosíthatók. A szervetlen idegen részecskék befolyásolják a gumi teljesítményét.
Bevonófólia-hiba kiértékelése
Ha a fólia színe eltér a megszokottól, a belsejében lévő összetevők elemzésével össze lehet hasonlítani egy hibátlan termékkel, ami lehetővé teszi a hiba okának azonosítását és a beszállító felvilágosítását.
Termékekhez tapadt festék beazonosítása
Az elemanalízis segítségével megállapítható, hogy a gyártási folyamat mely szakaszában adták hozzá a festéket. Nemcsak a céltárgyat lehet szerves vagy szervetlen anyagként kiértékelni, de a színadatok is azonosíthatók. Még a nagy méretű, 1 m-es vagy annál nagyobb termékek is elemezhetőek jelen állapotukban.
Gyantabevonaton végzett idegenrészecske-elemzés
Az elemzés a céltárgy felvágása és az idegen részecskék eltávolítása nélkül is lehetséges.

Példák a fémiparban

Gyémántcsiszolóval történő polírozás során visszamaradó vegyi anyagok mennyiségének ellenőrzése
Az elemzés roncsolásmentesen, lerakódás nélkül elvégezhető, így a maradék tisztítószer (flourtartalmú vegyi anyag) mennyisége könnyen ellenőrizhető. A fúrás funkcióval a felületen lévő cériumbevonat egyenetlenségei is ellenőrizhetők.
Bevonóanyag jelenlétének vizsgálata a szerszámpengék hegyén
A szerszámok újrafényezése során leválik a bevonóanyag (titán vagy króm). Ha a régi bevonatnak egy része a szerszámon marad, nem vihető fel az új bevonat. Az elemanalízis lehetővé teszi a bevonóanyag szétszóródott darabjainak pontos kimutatását.
Szerszámpenge hegyén lévő bevonatréteg elemzése
A fúrás funkcióval a bevonatréteg anyaga és az alapanyag is elemezhető. Hagyományos módon az elemzés előtt a céltárgyat fel kellett vágni, és meg kellett csiszolni. Az EA-300 bevezetésével csökkent az elemzéshez szükséges idő és erőfeszítés. A szerszámlapáthegy tartóssága és élettartama a bevonatrétegtől függően eltérhet, de ezek a különbségek is elemezhetőek.
Rozsdásodás elemzése
Az elszíneződött helyek pontos elemzése is lehetséges, ezáltal a felülethez tapadt rozsdafoltok, illetve a rozsdamentes acél belsejében keletkezett rozsda mértéke is kiértékelhető.

Példák a film- és lemeziparban

Idegen részecskék elemzése tantálkarbid-fólián
Az eltérő színű részek szerves anyagoknak bizonyultak, és rozsdaként lettek beazonosítva.
Fóliában lévő idegen részecskék elemzése
A mikroszkopikus méretű idegen részecskéket nehéz eltávolítani a fóliából, ezért ezeket a részecskéket nem lehetett elemezni. Az EA-300 fúrás funkciója azonban lehetővé teszi ezt az elemzést.
Idegen részecskék elemzése nyomtatófólián
Az EA-300 képes a nagy méretű céltárgyak vákuum nélkül végzett elemzésére. A kalcium kimutatása azt jelzi, hogy a részecskék papírból származnak. A szilikon kimutatása azt jelzi, hogy a részecskék tonerből származnak.
Mélynyomólemez-készítéshez használt fólián lévő pigmentek kimutatása
A szerves anyagok és a titán kimutatásával megerősíthető a pigmentek fólia felületén való jelenléte.

A KEYENCE’s EA-300 sorozatú lézeres anyagvizsgálat fejegység erősségei

Elemanalízis VHX sorozatú digitális mikroszkóp használatával

1. lépés: Nagyított megfigyelés
2. lépés: Elemanalízis egyetlen gombnyomással

Ultragyors LIBS-elemzés

Használja ki a vákuummentes elemanalízis előnyeit a tárgyasztalra helyezett céltárgy megfigyelése során. Nincs szükség vágásra, vezetőképességi kezelésre vagy vákuum használatára.
Az elemanalízis lézerindukált plazmaspektroszkópiát használ rendkívül biztonságos, 1. osztályú lézerrel. A lézer plazmává változtatja a céltárgy felületét, miközben egy széles sávú (mély UV-tól a közeli infravörösig), nagy felbontású spektrométer érzékeli a kibocsátott fény színét. A mikroszkóp optikája ugyanazon tengely mentén helyezkedik el, hogy a célterület látható legyen.

A: Nanoszekundumos lézerimpulzus, B: Plazmakibocsátás
A: Nanoszekundumos lézerimpulzus, B: Plazmakibocsátás

AI-Suggest A VILÁG ELSŐ

Az anyagok elemanalízis segítségével könnyen azonosíthatók.
Az integrált adatbázis több ezer elemmintát tartalmaz, így a készülék nemcsak az észlelt elemek azonnali meghatározására képes, de az anyag nevére is javaslatot ad. Az anyagadatokat hierarchikus sorrendbe állítja, így könnyen ellenőrizhető a pontos megnevezés, az általános megnevezés és a leírás. Az adatbázis segítségével emellett összegyűjtheti a korábbi elemzési eredményeket, amelyeket aztán bármikor referenciaként használhat, ha hasonló idegen részecskét fedez fel. Ez lehetővé teszi, hogy bárki azonnal azonosítson egy anyagot anélkül, hogy magas szintű műszaki ismeretekre lenne szüksége.

AI-Suggest
+36 1 802 7360