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ArBlade 5000: uno strumento di preparazione dei campioni innovativo e ad alte prestazioni per il SEM

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Rivelazione di strutture interne complesse su microscala con la fresatura ionica

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Un'analisi SEM significativa richiede una preparazione del campione di alta qualità. Le tecniche convenzionali di preparazione meccanica dei campioni per ottenere superfici o sezioni trasversali prive di artefatti, come la smerigliatura e la lucidatura meccanica, la frattura o il taglio con forbici o coltelli, ecc. possono fornire risultati utilizzabili su alcuni campioni. Tuttavia, possono anche fallire, soprattutto quando si tratta di compositi e strutture stratificate con durezza diversa, materiali fragili e così via.

Ciò rende necessaria l'adozione di tecniche migliori, una delle quali è il potente metodo di fresatura a fascio ionico Broad, che verrà analizzato in questo articolo.

Che cos'è la fresatura a fascio ionico largo?

La fresatura a fascio ionico largo (Broad Ion Beam, BIB) è una tecnica complementare di preparazione dei campioni SEM che utilizza su scala microscopica ioni di argon accelerati per spruzzare materiale dalla superficie di un campione, paragonabile alla sabbiatura macroscopica per la pulizia dei pezzi. Poiché non si applica alcuna forza meccanica che potrebbe causare deformazioni o spostamenti del materiale, i risultati sono superfici pulite di ordine millimetrico che rivelano la "vera" natura del campione e sono quindi ideali per l'imaging e l'analisi al SEM.

Esistono due diversi metodi di fresatura per la preparazione dei campioni: la fresatura in sezione e la fresatura in piano.

Nella fresatura a sezione trasversale, una maschera viene posizionata tra il cannone ionico e il campione, con una parte del campione che sporge al di là della maschera ed è quindi esposta all'irradiazione degli ioni di argon. Questo metodo è ideale per la preparazione di strutture multistrato complesse, difficili da lucidare.

La fresatura piana è comunemente utilizzata dopo la lucidatura meccanica per creare finiture del campione prive di difetti ed estremamente lisce. La profondità e la velocità di fresatura possono essere controllate regolando parametri quali l'energia degli ioni e l'angolo di fresatura. Il fascio di argon colpisce la superficie del campione con un angolo e si può lavorare un'ampia area del campione deviando l'asse del fascio dall'asse di rotazione del campione.

Sia la fresatura a sezione trasversale che la fresatura piana offrono vantaggi a diversi settori industriali, come l'accumulo di energia e le energie rinnovabili, i semiconduttori e la microelettronica, la metallurgia, i rivestimenti e l'imballaggio. Possono essere utilizzate per applicazioni critiche come l'analisi dello spessore e dell'omogeneità dello strato di materiale attivo nelle batterie agli ioni di litio o la verifica delle proprietà dei film sottili nell'industria dei rivestimenti, per citarne solo due.

Combinazione di fresatura BIB e analisi SEM

Hitachi High-Tech offre anche una vasta gamma di prodotti nel campo dei microscopi elettronici, che vanno dai SEM compatti da tavolo con analisi elementare integrata, ai SEM convenzionali a grande camera, ai SEM ad alta risoluzione pilotati da sorgenti di elettroni a emissione di campo (FE-SEM) fino ai microscopi elettronici a trasmissione (TEM) per l'esecuzione di analisi dettagliate e precise.

Avere in casa sia gli strumenti di preparazione dei campioni a fascio ionico che quelli di analisi SEM apre potenti combinazioni per applicazioni specifiche, come il trasferimento diretto del campione da strumento a strumento in condizioni di gas inerte, essenziale per lo studio di campioni sensibili all'ossidazione o all'umidità, ad esempio quelli provenienti dal settore delle batterie agli ioni di litio.

Fresatura BIB per un'ampia gamma di applicazioni

La piattaforma ArBlade 5000 è modulare e offre ampi adattamenti per specifiche esigenze applicative. Per le preparazioni di sezioni trasversali, le larghezze possono essere impostate in modo flessibile in base alle esigenze effettive fino a 10 mm, i campioni sensibili alla temperatura possono essere raffreddati attivamente, più campioni possono essere impostati contemporaneamente per un'elaborazione automatica sequenziale, ecc.

La fresatura piana offre vantaggi quali la capacità di finire la fresatura con energie di fascio ionico ultrabasse, garantendo una qualità superficiale ottimale per l'analisi EBSD.

In sintesi

La fresatura BIB è un potente metodo di preparazione dei campioni in grado di gestire anche campioni molto complessi e sensibili. Con una soluzione dinamica come ArBlade 5000 o il suo fratello minore IM4000II, gli utenti di diversi settori industriali possono svelare la struttura interna di un campione per rivelarne e comprenderne la vera natura senza i difetti che i metodi meccanici convenzionali altrimenti produrrebbero.

Parlate con un esperto per saperne di più e richiedete una dimostrazione dal vivo con il vostro campione di materiale.