تتميز المواد الخزفية بسلسلة من الخصائص مثل نقطة الانصهار العالية، والصلابة العالية، ومقاومة التآكل العالية، ومقاومة الأكسدة، وتستخدم على نطاق واسع في مختلف مجالات الاقتصاد الوطني مثل صناعة الإلكترونيات، وصناعة السيارات، والمنسوجات، والصناعات الكيماوية، والفضاء. . تعتمد الخواص الفيزيائية للمواد الخزفية إلى حد كبير على بنيتها المجهرية، وهو مجال تطبيق مهم لـ SEM.
ما هي السيراميك؟
المواد الخزفية هي فئة من المواد غير العضوية غير المعدنية المصنوعة من مركبات طبيعية أو صناعية من خلال التشكيل والتلبيد بدرجة حرارة عالية ويمكن تقسيمها إلى مواد خزفية عامة ومواد خزفية خاصة.
يمكن تصنيف المواد الخزفية الخاصة وفقًا للتركيب الكيميائي: سيراميك الأكسيد، وسيراميك النتريد، وسيراميك الكربيد، وسيراميك البوريد، وسيراميك السيليكيد، وما إلى ذلك؛ وفقا لخصائصها وتطبيقاتها يمكن تقسيمها إلى السيراميك الهيكلي والسيراميك الوظيفي.
الشكل 1: التشكل المجهري لسيراميك نيتريد البورون
يساعد SEM على دراسة خصائص المواد الخزفية
مع التطور المستمر للمجتمع والعلوم والتكنولوجيا، تزايدت متطلبات الناس للمواد، الأمر الذي يتطلب فهمًا أعمق للخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة للسيراميك. تعتمد الخصائص الفيزيائية للمواد الخزفية إلى حد كبير على بنيتها المجهرية [1]، وتُستخدم صور SEM على نطاق واسع في المواد الخزفية ومجالات البحث الأخرى بسبب دقتها العالية ونطاق التكبير الواسع القابل للتعديل والتصوير المجسم. يمكن استخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية CIQTEK SEM5000 لمراقبة البنية المجهرية للمواد الخزفية والمنتجات ذات الصلة بسهولة، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مطياف طاقة الأشعة السينية لتحديد التركيب العنصري للمواد بسرعة.
تطبيق SEM في دراسة السيراميك الإلكتروني
أكبر سوق للاستخدام النهائي لصناعة السيراميك الخاصة هي صناعة الإلكترونيات، حيث يستخدم تيتانات الباريوم (BaTiO3) على نطاق واسع في المكثفات الخزفية متعددة الطبقات (MLCC)، والثرمستورات (PTC)، وغيرها من الأجهزة الإلكترونية. المكونات بسبب ثابت العزل الكهربائي العالي، وخصائصها الكهرضغطية والكهرضغطية الممتازة، ومقاومة الجهد وخصائص العزل [2]. مع التطور السريع لصناعة المعلومات الإلكترونية، يتزايد الطلب على تيتانات الباريوم، وأصبحت المكونات الإلكترونية أصغر حجما وأكثر تصغيرا، الأمر الذي يطرح أيضا متطلبات أعلى على تيتانات الباريوم.
غالبًا ما ينظم الباحثون الخصائص عن طريق تغيير درجة حرارة التلبيد، والغلاف الجوي، والمنشطات، وعمليات التحضير الأخرى. ومع ذلك، فإن الجوهر هو أن التغييرات في عملية التحضير تسبب تغييرات في البنية المجهرية للمادة وبالتالي في خصائصها. أظهرت الدراسات أن خصائص العزل الكهربائي العازل لتيتانات الباريوم ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالبنية المجهرية للمادة، مثل المسامية وحجم الحبوب [3]. يمكن وصف مورفولوجيا الجسيمات، وتوحيد حجم الجسيمات، وحجم الحبوب لمساحيق سيراميك تيتانات الباريوم بواسطة المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية SEM5000 كما هو موضح في الشكل 2.
تعتبر نتائج توصيف البنية المجهرية بمثابة أدلة مهمة لاختيار طرق التلبيد بالإضافة إلى معلمات العملية. بالإضافة إلى ذلك، تساعد دراسة البنية المجهرية للمواد بواسطة SEM على فهم العلاقة بين البنية المجهرية والخصائص.
الشكل 2: التشكل المجهري لمسحوق سيراميك تيتانات الباريوم
تيتانات الباريوم السترونتيوم (BaxSr1-xTiO3) هي أيضًا مادة خزفية إلكترونية مهمة، وهي عبارة عن محلول صلب يتكون من تيتانات السترونتيوم وتيتانات الباريوم. بالمقارنة مع تيتانات الباريوم، فهو يحتوي على ثابت عازل أعلى، وفقدان عازل أقل، وقوة انهيار أعلى، ونقطة انتقال طورية قابلة للتعديل مع التركيب، وقد تمت دراسته على نطاق واسع واستخدامه في الأجهزة الإلكترونية من قبل عدد كبير من العلماء. [4] حاليًا، غالبًا ما يستخدم الباحثون طرقًا مثل ضبط نسبة Sr/Ba وعناصر المنشطات لتحقيق أداء أفضل. ومع ذلك، لا يزال من الأساسي تعديل خصائص المواد عن طريق تغيير البنية المجهرية للمادة. يوضح الشكل 3 صورة الإلكترون المتناثرة من تيتانات السترونتيوم الباريوم الملبدة التي تم اختبارها بواسطة المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني SEM5000، والتي يمكن استخدامها لتوصيف التجانس التركيبي للمادة عند التكبير المنخفض، في حين أن صورة الإلكترون المتناثرة عند التكبير العالي لها أيضًا تأثير معين البطانة المورفولوجية.
الشكل 3: التشكل المجهري لمنتجات تيتانات الباريوم السترونتيوم الملبدة
تعد المواد الخزفية والمواد المعدنية ومواد البوليمر هي المواد الثلاثة الأكثر استخدامًا في مجتمع اليوم. مع التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا والاقتصاد الاجتماعي، سيطرح المستقبل متطلبات أكثر تطلبًا على أداء المواد الخزفية. إن استخدام SEM لتوصيف البنية المجهرية للمواد الخزفية سيساعد على تحسين تكنولوجيا تحضير المواد الخزفية نحو أداء أعلى.
CIQTEK المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية SEM5000
SEM5000 عبارة عن مجهر إلكتروني لمسح انبعاث المجال عالي الدقة وغني بالميزات، مع تصميم أسطواني متقدم، وتباطؤ داخل الأسطوانة، وتصميم موضوعي مغناطيسي منخفض الانحراف غير قابل للتسرب، لتحقيق تصوير عالي الدقة بجهد منخفض، يمكن تطبيقه للعينات المغناطيسية يتمتع SEM5000 بملاحة بصرية، ووظائف تلقائية مثالية، وتفاعل جيد التصميم بين الإنسان والآلة، وتشغيل محسّن، وعملية استخدام. بغض النظر عما إذا كان المشغل يتمتع بخبرة واسعة أم لا، يمكنك البدء بسرعة في مهمة التصوير الفوتوغرافي عالي الدقة.
CIQTEK SEM5000 هو مجهر إلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية يتمتع بقدرة تصوير وتحليل عالية الدقة، مدعوم بوظائف وفيرة، ويستفيد من تصميم عمود البصريات الإلكترونية المتقدم، مع تقنية نفق شعاع الإلكترون عالي الضغط (SuperTunnel)، وانحراف منخفض، وعدم الغمر عدسة موضوعية، تحقق تصويرًا عالي الدقة بجهد منخفض، ويمكن أيضًا تحليل العينة المغناطيسية. من خلال التنقل البصري، والوظائف الآلية، وواجهة المستخدم التفاعلية بين الإنسان والكمبيوتر المصممة بعناية، وعملية التشغيل والاستخدام المُحسّنة، بغض النظر عما إذا كنت خبيرًا أم لا، يمكنك البدء بسرعة وإكمال أعمال التصوير والتحليل عالية الدقة.
يتعلم أكثرخيوط التنغستن عالية الأداء وعالمية SEM مجهر ال مجهر المسح الإلكتروني CIQTEK SEM3200 مجهر مسح إلكتروني (SEM) متعدد الأغراض ممتاز مصنوع من خيوط التنغستن، يتميز بقدرات إجمالية فائقة. يضمن تصميمه الفريد المزود بمدفع إلكتروني ثنائي الأنود دقة عالية، ويُحسّن نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الصورة عند جهد إثارة منخفض. علاوة على ذلك، يوفر مجموعة واسعة من الملحقات الاختيارية، مما يجعل SEM3200 جهازًا تحليليًا متعدد الاستخدامات وسهل الاستخدام.
يتعلم أكثردقة عالية تحت إثارة منخفضة ال سيكتيك SEM5000Pro هو شوتكي عالي الدقة مجهر مسح إلكتروني بالانبعاث الميداني (FE-SEM) متخصصون في الدقة العالية حتى في ظل جهد إثارة منخفض. استخدام تقنية بصريات إلكترونية متطورة "النفق الفائق" يُسهّل مسار شعاع خالٍ من التداخل، وتصميم عدسة مُركّبة كهروستاتيكية-كهرومغناطيسية. تعمل هذه التطورات على تقليل تأثير الشحن المكاني، وتقليل انحرافات العدسات، وتعزيز دقة التصوير عند الجهد المنخفض، وتحقيق دقة 1.2 نانومتر عند 1 كيلو فولت، مما يسمح بالمراقبة المباشرة للعينات غير الموصلة أو شبه الموصلة، مما يقلل بشكل فعال من الضرر الناتج عن إشعاع العينة.
يتعلم أكثرتحليلي شوتكي مجهر مسح الانبعاث الميداني الإلكتروني (FESEM) سيكتيك SEM4000Pro هو نموذج مجهر مسح إلكتروني تحليلي FE-SEM مزود بمدفع إلكترونات شوتكي عالي السطوع وطويل العمر. يوفر تصميم عدساته الكهرومغناطيسية ثلاثية المراحل مزايا كبيرة في التطبيقات التحليلية مثل EDS/EDX، وEBSD، وWDS، وغيرها. يأتي النموذج قياسيًا مع وضع الفراغ المنخفض وكاشف إلكترونات ثانوي عالي الأداء ومنخفض الفراغ، بالإضافة إلى كاشف إلكترونات مرتد قابل للسحب، مما يُسهّل رصد العينات ضعيفة التوصيل أو غير الموصلة.
يتعلم أكثرعالية السرعة انبعاث ميداني آلي بالكامل المجهر الإلكتروني الماسح محطة عمل سيكتيك HEM6000 تقنيات المرافق مثل مدفع الإلكترون الحالي عالي السطوع ذو الشعاع الكبير، ونظام انحراف شعاع الإلكترون عالي السرعة، وتباطؤ مرحلة العينة عالية الجهد، والمحور البصري الديناميكي، والعدسة الموضوعية الكهرومغناطيسية والكهربائية الساكنة للغمر لتحقيق اكتساب الصور عالية السرعة مع ضمان الدقة على نطاق النانو. صُممت عملية التشغيل الآلي لتطبيقات مثل سير عمل تصوير عالي الدقة وأكثر كفاءةً وذكاءً لمساحات واسعة. وتُعد سرعة التصوير أسرع بخمس مرات من سرعة مجهر المسح الإلكتروني الانبعاثي الميداني التقليدي (FESEM).
يتعلم أكثردقة عالية جدًا مجهر مسح إلكتروني بخيوط التنغستن ال سيكتيك SEM3300 المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) يتضمن تقنيات مثل بصريات الإلكترونات "النفق الفائق"، وكاشفات الإلكترونات داخل العدسة، والعدسات الشيئية المركبة الكهروستاتيكية والكهرومغناطيسية. بتطبيق هذه التقنيات على مجهر خيوط التنغستن، يتم تجاوز حد الدقة الثابت لهذا المجهر، مما يُمكّن مجهر خيوط التنغستن من إجراء تحليلات منخفضة الجهد لم تكن تُنجز سابقًا إلا باستخدام مجهرات الانبعاث الميداني.
يتعلم أكثرمستقرة، متعددة الاستخدامات، مرنة، وفعالة ال سيكتيك SEM4000X هو مستقر ومتعدد الاستخدامات ومرن وفعال مجهر مسح إلكتروني بالانبعاث الميداني (FE-SEM) تبلغ دقة هذا الجهاز 1.9 نانومتر عند 1.0 كيلو فولت، ويتغلب بسهولة على تحديات التصوير عالي الدقة لمختلف أنواع العينات. ويمكن ترقيته بوضع إبطاء الشعاع الفائق لتحسين دقة الجهد المنخفض بشكل أكبر. يستخدم المجهر تقنية الكواشف المتعددة، مع كاشف إلكترون عمودي (UD) قادر على اكتشاف إشارات SE وBSE مع توفير أداء عالي الدقة. يتضمن كاشف الإلكترونات المثبت على الحجرة (LD) أنبوبي وميض بلوري ومضاعف ضوئي، مما يوفر حساسية وكفاءة أعلى، وينتج صورًا مجسمة بجودة ممتازة. واجهة المستخدم الرسومية سهلة الاستخدام، وتتميز بوظائف أتمتة مثل السطوع والتباين التلقائي، والتركيز التلقائي، والتشويش التلقائي، والمحاذاة التلقائية، مما يسمح بالتقاط صور فائقة الدقة بسرعة.
يتعلم أكثر120 كيلو فولت المجهر الإلكتروني لنقل الانبعاثات الميدانية (TEM) 1. مساحات العمل المقسمة: يقوم المستخدمون بتشغيل TEM في غرفة مقسمة مع الراحة مما يقلل من التداخل البيئي مع TEM. 2. كفاءة تشغيلية عالية: يدمج البرنامج المخصص عمليات مؤتمتة للغاية، مما يسمح بتفاعل TEM فعال مع المراقبة في الوقت الفعلي. 3. تجربة تشغيلية مطورة: مجهزة بمسدس إلكتروني ذو انبعاث ميداني مع نظام آلي للغاية. 4. قابلية توسعة عالية: توجد واجهات كافية مخصصة للمستخدمين للترقية إلى تكوين أعلى، والذي يلبي متطلبات التطبيقات المتنوعة.
يتعلم أكثرمجهر مسح إلكتروني بإشعاع مجال حزمة أيونات مُركّزة على Ga+ ال مجهر مسح إلكتروني بشعاع أيوني مركّز CIQTEK DB550 (FIB-SEM) يحتوي على عمود شعاع أيوني مُركّز للتحليل النانوي وتحضير العينات. يستخدم تقنية بصريات الإلكترونات "النفقية الفائقة"، وتصميمًا منخفض الانحراف، وعدسة غير مغناطيسية، ويتميز بخاصية "الجهد المنخفض، الدقة العالية" لضمان قدراته التحليلية النانوية. تُسهّل أعمدة الأيونات مصدر أيونات معدنية سائلة من Ga+، مع حزم أيونات عالية الجودة وثبات عالٍ، لضمان قدرات التصنيع النانوي. DB550 هو محطة عمل متكاملة للتحليل والتصنيع النانوي، مزودة بمعالج نانوي متكامل، ونظام حقن غاز، وبرنامج واجهة مستخدم رسومية سهل الاستخدام.
يتعلم أكثرمجهر مسح إلكتروني عالي الدقة بانبعاث المجال (FESEM) ال سيكتيك SEM5000X مجهر FESEM فائق الدقة بتصميم عمود بصري إلكتروني مُحسّن، يُقلل الانحرافات الكلية بنسبة 30%، محققًا دقة فائقة تبلغ 0.6 نانومتر عند 15 كيلو فولت و1.0 نانومتر عند 1 كيلو فولت. دقته العالية واستقراره يجعله مفيدًا في أبحاث المواد النانوية الهيكلية المتقدمة، بالإضافة إلى تطوير وتصنيع رقائق الدوائر المتكاملة شبه الموصلة عالية التقنية.
يتعلم أكثر