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掃描電鏡在什么情況下需要搭配離子研磨儀

復(fù)納科技 2024-01-23 | 閱讀：1050

離子研磨儀是一種用于處理材料樣品的設(shè)備，常用于掃描電鏡制樣過程中,。它通過使用離子束來去除樣品表面的材料,，從而制備平整的表面,。這種設(shè)備在掃描電鏡和其他材料分析儀器的樣品制備過程中，用于獲得高質(zhì)量的樣品表面以進(jìn)行分析和觀察。

那么,，掃描電鏡在什么情況下需要搭配離子研磨儀,？

以下兩個(gè)案例將直觀地說明這個(gè)問題：

01 錫球焊接分析

未使用 Technoorg Linda 離子研磨儀制樣（飛納臺(tái)式電鏡拍攝）

使用 Technoorg Linda 離子研磨儀制樣（飛納臺(tái)式電鏡拍攝）

說明：如果不使用離子研磨儀，就無法用掃描電鏡觀察到錫球焊接處的缺陷

02 陶瓷

未使用 Technoorg Linda 離子研磨儀制樣（飛納臺(tái)式電鏡拍攝）

使用 Technoorg Linda 離子研磨儀制樣（飛納臺(tái)式電鏡拍攝）

說明：如果不使用離子研磨儀,，就無法用掃描電鏡觀察到陶瓷晶粒和富集相的正確位置

因此,，使用離子研磨儀后，將有助于得到材料表面更豐富更準(zhǔn)確的形貌信息,。對(duì)于一般的內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察,，使用傳統(tǒng)的機(jī)械研磨即可以達(dá)到需要的分析效果，但是對(duì)于某些精度要求較高或是機(jī)械研磨外部應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生影響的情況下,，使用高精度,、無應(yīng)力的、無接觸式的研磨——離子研磨就很有必要,。電子行業(yè)通常要求精度較高的結(jié)構(gòu)分析,，例如細(xì)微失效缺陷分析；或是對(duì)處理應(yīng)力有較高要求的缺陷分析,，例如樹脂與玻纖布的結(jié)合,，銅箔厚度的仲裁測(cè)量等,；這類情況下傳統(tǒng)的機(jī)械研磨就無法再達(dá)到預(yù)期的觀察效果,。

Part 01 什么是機(jī)械研磨？

機(jī)械研磨作為最常用的粗樣制備手段,，通常的機(jī)械研磨和拋光會(huì)在表面上形成 1 nm 至 100 nm 厚度的非晶層,，稱為 Beilby 層。Beilby 層會(huì)掩蓋住大部分的樣品真實(shí)信息,，對(duì)掃描電鏡表征產(chǎn)生很大的影響,。特別對(duì)于常見的金剛石拋光技術(shù)，因?yàn)樗鼤?huì)使表面的晶粒變形,，從而影響表征結(jié)果（例如金相樣品）,。離子研磨技術(shù)則克服了上述所有困難，從而提供了高分辨率表征所需的表面光潔度,。

Part 02 什么是離子研磨,？

離子研磨實(shí)現(xiàn)的過程中，首先通過一個(gè)高壓電極來對(duì)氬氣進(jìn)行電離,，從而形成氬離子,；繼而再通過一個(gè)高壓電場(chǎng)來對(duì)氬離子實(shí)施加速，經(jīng)過帶有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的離子槍頭,，使其形成離子束對(duì)需要研磨的樣品進(jìn)行轟擊,，將樣品表面物質(zhì)以原子的形態(tài)清除出去，以使得樣品達(dá)到無應(yīng)力研磨的效果。如圖 1 所示,。在整個(gè)過程中會(huì)調(diào)整一些參數(shù),，例如離子能量，離子束入射角,，以優(yōu)化樣品制備時(shí)間和表面質(zhì)量,。

離子研磨原理

荷蘭飛納臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡能譜一體機(jī)攜手匈牙利 Technoorg Linda 離子研磨儀，助您輕松高效地研究隱藏在表象下豐富準(zhǔn)確的材料表面形貌成分信息,，為用戶帶來最高的性價(jià)比體驗(yàn),。

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Phenom Pharos 飛納臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡能譜一體機(jī)采用肖特基場(chǎng)發(fā)射電子源,，集背散射電子成像,、二次電子成像和能譜分析功能于一體。高亮度肖特基場(chǎng)發(fā)射電子源,，使用戶可以輕松獲得高分辨率圖像,。圖形化操作界面，15 秒抽真空,，30 秒成像,，放置環(huán)境無特殊要求，內(nèi)置磁屏蔽系統(tǒng),，完全防震,。Phenom Pharos 低電壓成像優(yōu)勢(shì)明顯，可減輕電子束對(duì)樣品的損傷和穿透,，最大程度還原樣品真實(shí)形貌,，最高放大倍數(shù) 2,000,000X,，分辨率優(yōu)于 1.5nm。

案例研究一：鋰電池負(fù)極材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)

為了研究不同循環(huán)次數(shù)與充電速率下鋰電池負(fù)極石墨顆粒內(nèi)裂紋的形成,，需要對(duì)顆粒截面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,。鋰電池材質(zhì)較軟，機(jī)械拋光或切割會(huì)破壞顆粒,，因此需要離子研磨進(jìn)行樣品制備以準(zhǔn)確分析材料的微觀結(jié)構(gòu),。