Análise Eletrônica de Cerâmica - Aplicações de Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM)
Os materiais cerâmicos possuem uma série de características como alto ponto de fusão, alta dureza, alta resistência ao desgaste e resistência à oxidação, e são amplamente utilizados em diversos campos da economia nacional, como indústria eletrônica, indústria automotiva, têxtil, indústria química e aeroespacial. . As propriedades físicas dos materiais cerâmicos dependem em grande parte da sua microestrutura, que é uma importante área de aplicação do MEV.
O que são cerâmicas?
Os materiais cerâmicos são uma classe de materiais inorgânicos não metálicos feitos de compostos naturais ou sintéticos por meio de conformação e sinterização em alta temperatura e podem ser divididos em materiais cerâmicos gerais e materiais cerâmicos especiais.
Os materiais cerâmicos especiais podem ser classificados de acordo com a composição química: cerâmicas de óxido, cerâmicas de nitreto, cerâmicas de carboneto, cerâmicas de boreto, cerâmicas de siliceto, etc.; de acordo com suas características e aplicações podem ser divididas em cerâmicas estruturais e cerâmicas funcionais.
Figura 1 Morfologia microscópica da cerâmica de nitreto de boro
SEM ajuda a estudar as propriedades dos materiais cerâmicos
Com o desenvolvimento contínuo da sociedade e da ciência e tecnologia, as exigências das pessoas por materiais têm aumentado, o que requer uma compreensão mais profunda das diversas propriedades físicas e químicas da cerâmica. As propriedades físicas dos materiais cerâmicos dependem em grande parte de sua microestrutura [1], e as imagens SEM são amplamente utilizadas em materiais cerâmicos e outros campos de pesquisa devido à sua alta resolução, ampla faixa de ampliação ajustável e imagens estereoscópicas. O microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo CIQTEK SEM5000 pode ser usado para observar facilmente a microestrutura de materiais cerâmicos e produtos relacionados e, além disso, o espectrômetro de energia de raios X pode ser usado para determinar rapidamente a composição elementar dos materiais.
Aplicação de SEM no Estudo de Cerâmica Eletrônica
O maior mercado final da indústria de cerâmica especial é a indústria eletrônica, onde o titanato de bário (BaTiO3) é amplamente utilizado em capacitores cerâmicos multicamadas (MLCC), termistores (PTC) e outros componentes eletrônicos. componentes devido à sua alta constante dielétrica, excelentes propriedades ferroelétricas e piezoelétricas e resistência à tensão e propriedades de isolamento [2]. Com o rápido desenvolvimento da indústria da informação electrónica, a procura de titanato de bário está a aumentar e os componentes electrónicos estão a tornar-se mais pequenos e mais miniaturizados, o que também impõe requisitos mais elevados para o titanato de bário.
Os pesquisadores frequentemente regulam as propriedades alterando a temperatura de sinterização, a atmosfera, a dopagem e outros processos de preparação. Ainda assim, a essência é que as alterações no processo de preparação provocam alterações na microestrutura do material e, portanto, nas propriedades. Estudos demonstraram que as propriedades ferroelétricas dielétricas do titanato de bário estão intimamente relacionadas à microestrutura do material, como porosidade e tamanho de grão [3]. A morfologia das partículas, a uniformidade do tamanho das partículas e o tamanho dos grãos dos pós cerâmicos de titanato de bário podem ser caracterizados por microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo SEM5000, conforme mostrado na Figura 2.
Os resultados da caracterização microestrutural são guias importantes para a seleção de métodos de sinterização, bem como parâmetros de processo. Além disso, o estudo da microestrutura dos materiais por MEV ajuda a compreender a relação entre microestrutura e propriedades.
Figura 2 Morfologia microscópica do pó cerâmico de titanato de bário
O titanato de estrôncio e bário (BaxSr1-xTiO3) também é um importante material cerâmico eletrônico, que é uma solução sólida formada por titanato de estrôncio e titanato de bário. Comparado ao titanato de bário, possui maior constante dielétrica, menor perda dielétrica, maior resistência à ruptura e ponto de transição de fase ajustável com composição, e tem sido amplamente estudado e utilizado em dispositivos eletrônicos por um grande número de estudiosos. [4] Atualmente, os pesquisadores costumam usar métodos como o ajuste da relação Sr/Ba e elementos de dopagem para obter melhor desempenho. Porém, ainda é fundamental modular as propriedades do material alterando a microestrutura do material. A Figura 3 mostra a imagem eletrônica retroespalhada do titanato de bário e estrôncio sinterizado testado pelo microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo SEM5000, que pode ser usada para caracterizar a homogeneidade composicional do material em baixa ampliação, enquanto a imagem eletrônica retroespalhada em alta ampliação também tem um certo revestimento morfológico.
Figura 3 Morfologia microscópica de produtos sinterizados de titanato de bário e estrôncio
Materiais cerâmicos, materiais metálicos e materiais poliméricos são os três materiais mais utilizados na sociedade atual. Com o contínuo desenvolvimento da ciência e tecnologia e da economia social, o futuro apresentará requisitos mais exigentes sobre o desempenho dos materiais cerâmicos. O uso de MEV para caracterizar a microestrutura de materiais cerâmicos ajudará a melhorar a tecnologia de preparação de materiais cerâmicos em direção a um melhor desempenho.
Microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo CIQTEK SEM5000
SEM5000 é um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo rico em recursos e de alta resolução, com design de barril avançado, desaceleração no barril e design de objetiva magnética sem vazamento de baixa aberração, para obter imagens de alta resolução e baixa tensão, que podem ser aplicadas para amostras magnéticas. SEM5000 possui navegação óptica, funções automáticas perfeitas, interação homem-máquina bem projetada, operação e processo de uso otimizados. Independentemente de o operador ter vasta experiência, você pode iniciar rapidamente a tarefa de fotografia de alta resolução.
Microscópio SEM de filamento de tungstênio universal e de alto desempenho O microscópio SEM CIQTEK SEM3200 é um excelente microscópio eletrônico de varredura (SEM) de filamento de tungstênio de uso geral com excelentes capacidades gerais. Sua estrutura exclusiva de canhão de elétrons de ânodo duplo garante alta resolução e melhora a relação sinal-ruído da imagem em baixas tensões de excitação. Além disso, oferece uma ampla gama de acessórios opcionais, tornando o SEM3200 um instrumento analítico versátil com excelentes recursos.
Saber maisCIQTEK SEM5000 é um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo com capacidade de imagem e análise de alta resolução, apoiado por funções abundantes, benefícios de design avançado de coluna óptica eletrônica, com tecnologia de túnel de feixe de elétrons de alta pressão (SuperTunnel), baixa aberração e não imersão lente objetiva, alcança imagens de baixa tensão e alta resolução, a amostra magnética também pode ser analisada. Com navegação óptica, funcionalidades automatizadas, interface de usuário de interação humano-computador cuidadosamente projetada e operação e processo de uso otimizados, não importa se você é um especialista ou não, você pode começar rapidamente e concluir o trabalho de análise e imagem de alta resolução.
Saber maisEstável, versátil, flexível e eficiente O CIQTEK SEM4000X é um microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo (FE-SEM) estável, versátil, flexível e eficiente. Ele atinge uma resolução de 1,9nm@1,0kV e enfrenta facilmente desafios de imagem de alta resolução para vários tipos de amostras. Ele pode ser atualizado com um modo de desaceleração de ultra-feixe para melhorar ainda mais a resolução de baixa tensão. O microscópio utiliza tecnologia de múltiplos detectores, com um detector de elétrons (UD) na coluna capaz de detectar sinais SE e BSE enquanto fornece desempenho de alta resolução. O detector de elétrons (LD) montado em câmara incorpora cintilador de cristal e tubos fotomultiplicadores, oferecendo maior sensibilidade e eficiência, resultando em imagens estereoscópicas de excelente qualidade. A interface gráfica do usuário é fácil de usar, apresentando funções de automação como brilho e contraste automáticos, foco automático, estigma automático e alinhamento automático, permitindo a captura rápida de imagens de altíssima resolução.
Saber maisMicroscópio eletrônico de varredura de emissão de campo (FE-SEM) com colunas de feixe de íons focados (FIB) O microscópio eletrônico de varredura por feixe de íons focado CIQTEK DB550 (FIB-SEM) possui uma coluna de feixe de íons focado para nanoanálise e preparação de amostras. Ele utiliza tecnologia de óptica eletrônica de “supertúnel”, baixa aberração e design objetivo não magnético, e possui o recurso de “baixa tensão, alta resolução” para garantir suas capacidades analíticas em nanoescala. As colunas de íons facilitam uma fonte de íons metálicos líquidos Ga+ com feixes de íons altamente estáveis e de alta qualidade para garantir capacidades de nanofabricação. O DB550 é uma estação de trabalho completa de nanoanálise e fabricação com um nanomanipulador integrado, sistema de injeção de gás e software GUI fácil de usar.
Saber maisAlta resolução sob baixa excitação O CIQTEK SEM5000Pro é um microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo Schottky (FE-SEM) especializado em alta resolução mesmo sob baixa tensão de excitação. O emprego de uma avançada tecnologia de óptica eletrônica "Super-Túnel" facilita um caminho de feixe sem cruzamento, juntamente com um design de lente composta eletrostática-eletromagnética. Esses avanços reduzem o efeito de carga espacial, minimizam as aberrações da lente, melhoram a resolução da imagem em baixa tensão e alcançam uma resolução de 1,2 nm a 1 kV, o que permite a observação direta de amostras não condutoras ou semicondutoras, reduzindo efetivamente a amostra danos por irradiação.
Saber maisMicroscópio eletrônico de varredura de alta velocidade para imagens em escala cruzada de espécimes de grande volume CIQTEK HEM6000 instala tecnologias como o canhão de elétrons de corrente de feixe grande de alto brilho, sistema de deflexão de feixe de elétrons de alta velocidade, desaceleração de estágio de amostra de alta tensão, eixo óptico dinâmico e lentes objetivas combinadas eletromagnéticas e eletrostáticas de imersão para obter aquisição de imagem em alta velocidade e, ao mesmo tempo, garantir resolução em nanoescala. O processo de operação automatizado foi projetado para aplicações como um fluxo de trabalho de imagem de alta resolução em grandes áreas mais eficiente e inteligente. A velocidade de imagem pode chegar a 5 vezes mais rápida do que um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo convencional (FESEM).
Saber maisMicroscópio Eletrônico de Varredura de Emissão de Campo Analítico (FESEM) com Grande Feixe I CIQTEK SEM4000Pro é um modelo analítico de FE-SEM, equipado com um canhão de elétrons de emissão de campo Schottky de alto brilho e longa vida. O design da lente eletromagnética de 3 estágios oferece vantagens significativas em aplicações analíticas como EDS/EDX, EBSD, WDS e muito mais. Ele vem de fábrica com um modo de baixo vácuo e detector de elétrons secundários de baixo vácuo de alto desempenho, bem como um detector de elétrons retroespalhados retrátil, que beneficia a observação de amostras pouco condutoras ou não condutoras.
Saber maisMicroscópio eletrônico de varredura de filamento de tungstênio de última geração O CIQTEK SEM3300 microscópio eletrônico de varredura (SEM) incorpora tecnologias como óptica eletrônica "Super-Túnel", detectores de elétrons na lente e lentes objetivas compostas eletrostáticas e eletromagnéticas. Ao aplicar essas tecnologias no microscópio de filamento de tungstênio, o limite de resolução de longa data de tal SEM é superado, permitindo que o SEM de filamento de tungstênio execute tarefas de análise de baixa tensão que antes só eram possíveis com SEMs de emissão de campo.
Saber maisMicroscopia eletrônica de varredura por emissão de campo de resolução ultra-alta (FESEM) desafia os limites O CIQTEK SEM5000X é um FESEM de resolução ultra-alta com design de coluna óptica eletrônica otimizado, reduzindo as aberrações gerais em 30%, alcançando resolução ultra-alta de 0,6 nm@15 kV e 1,0 nm@1 kV . Sua alta resolução e estabilidade o tornam vantajoso na pesquisa avançada de materiais nanoestruturais, bem como no desenvolvimento e fabricação de chips IC semicondutores de nó de alta tecnologia.
Saber maisMicroscópio eletrônico de transmissão de emissão de campo de 120kV (TEM) 1. Espaços de trabalho divididos: Os usuários operam o TEM em uma sala dividida com conforto, reduzindo a interferência ambiental no TEM. 2. Alta eficiência operacional: O software designado integra processos altamente automatizados, permitindo interação eficiente de TEM com monitoramento em tempo real. 3. Experiência Operacional Atualizada: Equipado com um canhão de elétrons de emissão de campo com um sistema altamente automatizado. 4. Alta capacidade de expansão: Existem interfaces suficientes reservadas para os usuários atualizarem para uma configuração superior, que atende a diversos requisitos de aplicação.
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