2018年6月11日故事

用显微镜观察结构-用激光光谱学了解成分

快速，完整的材料分析与两种方法在一溶液

结合光学显微镜和激光诱导击穿光谱(填词)，以便同时进行目视和化学检查。二合一溶液的基本原理及其与其他常用材料分析方法如扫描电子显微镜(扫描电镜）被解释为展示如何实现快速，有效的工作流程。2合1分析解决方案可以显着降低获得材料图像和组成数据的成本和时间。这些数据是确保在生产，质量控制，故障分析和研究和领域的生产，质量控制，故障分析和研发中快速做出自信和可靠性的质量和可靠性，如汽车和冶金等。

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介绍

大量的产品和应用需要材料分析。例如在金属合金、汽车、航空航天和电子工业，以及冶金/金相学、地球科学和材料科学领域。在确保产品质量或研究结果的可靠性和分析成本之间找到一个平衡成为一个严重的问题。

使用多种技术，例如光学和扫描电子显微镜（扫描电镜)，以及能量色散光谱学(EDS)。它们用于目视检查(产生高分辨率和强烈对比的微观图像)材料和识别其局部成分(定性化学/元素光谱分析)。方法如扫描电镜/EDS需要特殊的样品制备和样品转移到真空，这是耗时的观察和分析。在大多数情况下，材料的局部形态和组成的可靠数据对于确定具体应用的进一步行动方针至关重要，特别是在时间和预算严重限制的情况下必须做出有信心的决定时。

这种解决方案可以在一台仪器上进行精确、可靠的目视和化学分析，只需要很少或根本不需要样品制备，并且可以在环境条件下对样品进行操作，这将大大提高工作效率。这样的装置可以在进行材料分析时节约时间和成本。

此报告中描述了此类解决方案的一个示例德国米填词它结合了光学显微镜(视觉分析)和激光诱导击穿光谱或188金宝搏的网址填词(化学分析)。讨论了二合一解决方案的基本工作原理和工作流程优势。

LIBS的基本原则

是什么l激光器我nduced.B恐惧年代pectroscopy (填词）它是如何使定性的元素/化学分析成为可能的？

的机制填词，它能够在几个基本步骤中发生材料成分分析（参见下面的图2）[2]：

高能量激光脉冲撞击分析的材料表面的靶向区域（图2A）;
激光能量被吸收，造成局部烧蚀和火山口形成(图2B);
等离子体诱导(自由原子和电子)同时发出光(连续光谱);
等离子体击穿(弛豫)紧接着元素线光谱发射;
检测线谱并识别出相应的元素(图2C)。

图2:填词化学/元素检测机制:A)激光脉冲击中材料的一个区域，能量被吸收，局部材料被烧蚀，形成一个坑;B)等离子体被诱导，随后它被光发射击穿;C)检测元素线光谱并识别元素。

材料分析的高效工作流程

将光学显微镜（OM）组合的2合1溶液填词减少了执行分析工作流程所需的努力量。为什么用2合1 OM +分析填词溶液比光学和扫描电子显微镜和能量色散光谱(OM +)更有效扫描电镜/ eds）？只是因为消除了最耗时的工作步骤。2合1 om +填词解决方案要求，在初始材料检查之前和之后:

分析前未做样品准备;
没有样品从光学显微镜转移到电子显微镜;
没有重新定位感兴趣的区域(样品转移后);和
没有系统调整（样本转移后）。

通常使用这些步骤进行分析，om +扫描电镜/ EDS[3 - 5]。下面的图3以图形方式显示了工作流之间的差异。

使用设备时，如a的化学分析所需的附加工作步骤扫描电镜在材料检查期间经常跳过，由于它们的复杂性和典型的限制在金钱和时间内。尽管如此，当地方材料成分数据不可用时，仍有风险：如果没有所有相关信息，则可能不清楚正确的决定是下一个工作步骤或行动。然后有更高的风险无法实现目标产品质量。

图3:2-in-1 OM +的工作流比较填词（光学显微镜和激光光谱）解决方案和典型的OM +扫描电镜/EDS(光学和电子显微镜)材料分析方法。请注意OM +中的准备和转移步骤扫描电镜/ EDS工作流量通过2合1 OM +消除填词解决方案。减少耗时的工作步骤使其清楚为什么2合1解决方案更有效，导致较短的铅和加工时间和更好的质量。

最常见的材料分析技术的比较

目前最常用的材料分析方法有:

光学显微镜(OM);
扫描电子显微镜(扫描电镜）能量分散光谱（EDS）;
发射光谱;
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS);和
X射线荧光光谱（XRF）。

上面列出的这些方法，以及将OM与填词，具有特定的操作需求，分析功能，并能交付一定的结果。下面的表1显示了两种方法之间的比较。二合一解决方案(OM +)有明显的优势填词）。

	材料分析方法
要求/功能/结果	OM +填词	扫描电镜+ EDS	oes.	摘要利用	光谱仪
样品制备	没有	是的	没有	是的	是的
空气中分析的样本	是的	没有	是的	没有	是的
时间的时间	秒	分钟	秒	分钟	分钟
微量元素分析	是的	是的	没有	激光消融可能	可以使用Micro-XRF
原子谱	是的	是的	是的	是的	是的
深度/概要分析	是的	没有	可能的,非常罕见	没有	没有
微观结构分析	是的	是的	没有	没有	可以使用Micro-XRF
图像数据	颜色，光学对比度方法	无颜色，电子对比度	没有任何	没有任何	没有任何
样本大小	最大150 x 150 x 30毫米（l x w x h）	取决于样品室	每个维度高达> 20厘米	-	-
样本的属性	任何坚实的，金属或绝缘	真空，非挥发性，金属或绝缘体涂有导电层	固体、金属或导电	任何固体，悬浮在气溶胶中	任何固体，粉碎