用二合一解决方案进行清洁度分析: 同时查看颗粒并了解其成分

本报告说明了将光学显微镜和激光诱导击穿光谱(LIBS)化学分析相结合的二合一材料分析解决方案为何能够更加高效经济地进行技术清洁度分析。清洁度分析有助于在众多行业确保产品的质量和可靠性,例如汽车和运输。因为能同时获得颗粒图像和成分数据,二合一解决方案可大幅减少清洁度分析工作流程的成本和时间。同时取得目视和化学数据更易于确定污染源。

整个分析工作流程比扫描电子显微镜(SEM)等其他方式更加快速,因为:

> 无需样本制备:

> 无需将样本转移到其他设备;

> 过滤样本始终在大气条件下在空气中进行分析。

二合一解决方案可提供待分析颗粒的目视和化学数据,能够在更短时间内为生产、质量控制和故障分析的进一步行动作出合理决策。

简介

在汽车和运输、微电子、药品以及医疗器械行业,产品及其组件的性能和使用寿命很容易受到污染物的影响。产品中的各种外来物会导致各种损害,取决于其颗粒的物理性质(形状、硬度等)。因此这些行业通常都对技术清洁度设有国际和区域标准也就不足为奇了,比如汽车行业的VDA 19和ISO 16232标准[1-3]。每一年,这些清洁度标准都会更加严格,公差在不断变小。

清洁度分析的工作流程涉及多种仪器设备,从颗粒提取到自动颗粒特性鉴定和分类,取决于特定产品的需求。一般说来,颗粒特性鉴定普遍采用光学成像方法[4-9]。为了更加方便地确定污染源,对颗粒进行快速化学/元素分析则更有优势。

二合一解决方案,比如徕卡显微系统DM6 M LIBS材料分析解决方案(参见图1)[10,11],结合了光学显微镜(目视分析)和激光诱导击穿光谱(LIBS)(化学分析)。为实现高效的清洁度分析,大家对二合一解决方案相较于扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)等其他方式的优势进行了讨论。

LIBS是什么?

LIBS是激光诱导击穿光谱的缩写。LIBS的基本原理和操作已在之前的报告中说明[11]。

更易于找到并消除污染源

对于技术清洁度,最终目标是找到并消除污染源。因为简化了清洁度分析工作流程,二合一解决方案能够以更少的时间和精力确定污染源。

与扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱(EDS)分析不同,该解决方案:

无需样本制备;

无需将样本从一个设备转移到另一个;

无需将重点转移到过滤器并对系统进行调整;

不用浪费时间等待真空环境(分析始终在大气条件下在空气中进行)

下方的图2对比了使用二合一解决方案和SEM/EDS进行清洁度分析工作流程的区别。

清洁度分析工作流程二合一解决方案与光学+电子显微镜

图2:使用DM6 M LIBS系统这样将光学显微镜(OM)和LIBS相结合的二合一解决方案能够更快找出污染源。

二合一解决方案:颗粒成像和成分分析

下方的图3显示了使用徕卡显微系统的DM6 M LIBS解决方案对过滤器上的颗粒进行目视和化学分析的示例。

图3:使用DM6 M LIBS二合一解决方案进行清洁度分析:A)对过滤器上的一个颗粒进行检测、计算和测量;B)如果颗粒为金属,使用适当的光学对比法可以看到颗粒的反射;C)使用LIBS,对过滤器上检测到的颗粒进行激光打靶(红十字准星);D)LIBS的元素谱清楚显示颗粒的成分是铝(Al)。

2-高效的整体清洁度工作流程

在整体清洁度工作流程中,通常要用到来自不同供应商的多种仪器设备进行颗粒提取和分析。从颗粒提取到分析的整个工作流程使用“单一来源”的清洁度解决方案会更加方便。徕卡显微系统和Pall就携手为汽车和运输行业提供了这样一个独特的整体清洁度解决方案。  使用Pall的清洗柜和徕卡显微系统的DM6 M LIBS二合一解决方案的整体清洁度工作流程请见下方的图4。

整体解决方案的优势是更易于实现清洁度分析的最终目标:

确定颗粒导致损害的可能性,

对于可能严重威胁产品性能和使用寿命的颗粒,找出并消除污染源。

图4:用于汽车行业、遵守VDA19的高效整体清洁度工作流程:从提取并保存过滤器上的颗粒(Pall的清洗柜)到目视和化学分析(徕卡显微系统的DM6 M LIBS二合一解决方案)。目标是更加快速地找出危险颗粒的来源并加以清除。

结语

本文介绍了将光学显微镜和激光诱导击穿光谱(LIBS)化学分析相结合、可高效进行清洁度分析的二合一材料分析解决方案的优势。

清洁度分析对于多个行业和领域的多种产品都非常重要,比如运输、电子和制药。一般说来用于清洁度分析的时间和预算都是有限的,但取得可靠的结果和保证产品质量始终是关键。

徕卡显微系统的DM6 M LIBS材料分析解决方案是二合一解决方案之一,它仅用一台设备就提供了快速准确的目视和化学分析,无需样本制备及设备间的转移,样本在整个分析期间都处在环境条件之下。与SEM/EDS方法相比,二合一解决方案能够更加方便地找出危险颗粒的污染源。这些优势让用户可以快速准确并更加经济地进行清洁度分析。

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