Thiết bị và vật tư cho phân tích cấu trúc mẫu vật liệu

Trong hầu hết các nhà máy sản xuất để đảm bảo được các sản phẩm đầu ra luôn đạt chất lượng, cũng như nghiên cứu các chi tiết mới trước khi đưa nó vào sản phẩm thì phòng kiểm tra phân tích cấu trúc mẫu luôn là một bộ phận quan trọng và cần thiết phải có. Vậy hãy cùng Lidinco tìm hiểu về các thiết bị cũng như vật dụng cần thiết cho quá trình này nhé

Một số ứng dụng phân tích cấu trúc mẫu thường thấy

Trước khi tìm hiểu về các loại thiết bị và vật tư cho quá trình này hãy nói sơ qua về các ứng dụng của quá trình phân tích mẫu để bạn có thể dễ hình dung hơn. Trong bài viết này Lidinco chỉ đề cập đến một số ứng dụng chính như sau

1. Kiểm tra các loại linh kiện điện: Có thể nói các nhà máy sản xuất về chíp, linh kiện là một trong những nơi cần thiết sử dụng các thiết bị phân tích mẫu nhất. Các loại chíp và linh kiện thường có kích thước rất nhỏ việc chúng bị lỗi cũng thường xảy ra, với khối lượng sản xuất vô cùng lớn đồng nghĩa với việc lỗi có thể thường xuyên diễn ra hơn. Do đó, đối với các nhà máy sản xuất việc đầu tử một phòng thí nghiệm kiểm tra phân tích mẫu là đặc biệt cần thiết

2. Phân tích cấu trúc vật liệu kim loại: Hầu hết các sản phẩm đang có mặt trên thị trường hiện không ít thì nhiều đều có các chi tiết bằng kim loại. Kim loại cũng là vật dụng chính tạo tên phần khung của các tòa nhà do đó việc phân tích thành phần cầu trúc kim loại cũng rất quan trọng và thường xuất hiện trong hầu hết các nhà máy sản xuất sắt, thép và hợp kim để có thể phân tích rõ cấu trúc sản phẩm trước khi đưa ra thị trường

3. Phân tích cấu trúc vật liệu nhựa: Tương tự với kim loại nhựa cũng là loại chất liệu phổ biến và được sử dụng rộng rãi, bên cạnh đó nhựa còn có nhiều thành phần cấu thành khác nhau do đó việc kiểm tra thành phần của các loại nhựa cũng là một trong những ứng dụng hành đầu của phân tích cấu trúc mẫu

Ngoài ra, bạn cũng có thể bắt gặp một số ứng dụng khác như kiểm tra các loại khoảng chất, quặng hoặc các loại vật chất khác

Các bước chính trong quá trình nghiên cứu vật liệu

Để tiến hành một quá trình nghiên cứu vật liệu bằng phương pháp phân tích SEM, TEM thông thường sẽ trải qua các bước như sau

• Cắt mẫu: Mẫu trước khi tiến hành phân tích vật liệu thường sẽ có kích thước lớn. Do đó, cắt mẫu là bước đầu tiên và cần thiết cho quá trình này. Cắt mẫu cũng có thể được sử dụng để cắt nhanh đến điểm cần phân tích giúp tiết kiệm thời gian hơn cho quá trình mài, nhất là đối với những mẫu cứng
• Đúc mẫu: Đúc mẫu giữ vai trò quan trọng trong việc cố định mẫu để tiến hành quá trình mài phẳng và đưa vào phân tích dưới kính hiển vi. Trong trường hợp cần quan sát cấu trúc của các mẫu nhỏ như IC, linh kiện điện tử bạn không thể đưa một con linh kiện kích thước nhỏ vào máy cắt được do đó đối với các mẫu có kích thước nhỏ này bạn có thể áp dụng quá trình đúc mẫu trước quá trình cắt để cắt dễ dàng hơn
• Mài và đánh bóng mẫu: Mài và đánh bóng là một khâu quan trọng và chiếm nhiều thời gian. Bề mặt khuôn đúc càng sáng bóng ít vết xước giúp bạn càng dễ dàng hơn trong khâu phân tích mẫu dưới kính hiển vi
• Phân tích và đánh giá số liệu: Trong quá trình quan sát cấu trúc vật liệu, thường sử dụng loại kính hiển vi với độ phóng đại lên đến 1000X hoặc 1500X tùy vào ứng dụng và mẫu cần phân tích
• Đo độ cứng: Thường được sử dụng cho việc phân tích các vật liệu bằng kim loại

Các thiết bị và vật tư cho quá trình nghiên cứu mẫu vật liệu

Như phần trên, Lidinco đã giới thiệu cho các bạn các bước nhỏ trong một công đoạn phân tích mẫu vật liệu. Vậy các thiết bị chính trong từng bước là những loại thiết bị nào và các vật tư liên quan ra sao mời bạn tham khảo tiếp trong phần dưới đây

1. Thiết bị, vật tư cho quá trình cắt

	Thiết bị Về thiết bị chúng ta sẽ có các loại máy cắt chính xác, nó sẽ cho vết cắt có bề mặt mịn và không có quá nhiều vết xước lớn giúp quá trình mài diễn ra tốt hơn Máy cắt cho phân tích vật liệu thường có hai loại là loại tốc độ cao để cắt kim loại cứng và loại cắt tốc độ thấp cho các mẫu nhạy với nhiệt độ như linh kiện, IC Tham khảo danh mục: Máy cắt mẫu
	Vật tư Lưỡi cắt: lưỡi cắt có nhiều loại thông thường là lưỡi dạng mài mòn vì ở dạng này vết cắt sẽ ít tạo các vết xước trên bề mặt hơn. Các loại lưỡi mạ kim cương thường dùng cho các mẫu cứng như kim loại Dầu cắt: Giúp giảm nhiệt độ sinh ra trong quá trình cắt tránh hư hỏng vật liệu Tham khảo danh mục: Vật tư cắt mẫu

2. Thiết bị, vật tư cho quá trình đúc

Ở quá trình này, thông thường sẽ có hai dạng đúc khuôn chính là đúc mẫu nóng và đúc mẫu nguội với những đặc tính và cách thức làm việc khác nhau

Thiết bị Máy đúc mẫu nóng: Sử dụng quá trình nén nóng để ép bột lại và tạo thành khuôn đúc Máy đúc mẫu nguội: Nó giống như một bồn áp suất để hút các bọt khí sinh ra trong quá trình đúc nguội giúp khuôn đúc dễ dàng quan sát hơn

Vật tư Bột đúc mẫu nóng: Để đóng khuôn bằng quá trình đúc nóng bạn có thể sử dụng bột hoặc loại hạt nhựa. Dưới nhiệt độ và áp lức cao sẽ làm chúng đóng chặt lại và bám sát vào mẫu tạo thành khuôn đúc rắn chắc Bộ dung dịch đúc mẫu nguội: sẽ bao gồm hai phần "1" là dung dịch keo và "2" là chất đóng rắn. Khi phối trộn hai thành phần keo sẽ được đông đặc thành một khuôn cứng bao bọc xung quanh mẫu cần nghiên cứu Các vật tư hỗ trợ khác: như keo, wax, kẹp cố định mẫu để các mẫu nhỏ không bị lơ lửng khi dung dịch được đổ vào khuôn

3. Thiết bị, vật tư cho quá trình mài đánh bóng

Thiết bị Máy mài - đánh bóng mẫu kim tương: Khác với các loại máy đánh bóng thông thường, loại máy chuyên dụng cho quá trình phân tích vật liệu thường phải chỉnh được số vòng quay chính xác. Bên cạnh đó, độ phẳng và độ chính xác của các chi tiết khi hoạt động phải cao vì chỉ cần một sai số nhỏ chúng ta có thể mài qua mất vị trí cần kiểm tra

Vật tư Giấy mài: Đây là vật liệu có độ nhám cao nhất trong quá trình này thường dùng để mài thô nhanh đến vị trị cần phân tích của vật liệu Vải đánh bóng: Vải đánh bóng sử dụng cho quá trình đánh bóng mẫu thường có độ mịn rất cao và không có tác dụng đánh bóng. Nó chỉ có tác dụng giữ các hạt mài (dung dịch mài) để chúng không bị trôi đi trong quá trình đánh bóng. Khả năng giữ hạt của chúng có thể giữ các hạt kích thước siêu nhỏ đến 0.1μm hoặc hơn nữa Dung dịch đánh bóng: Trong việc nghiên cứu vật liệu dung dịch đánh bóng thường được sử dụng nhiều hơn là bột đánh bóng vì chúng dễ dàng đánh bóng lên đến 0.05μm hoặc nhỏ hơn, điều này giúp bạn có thể quan sát mẫu rất tốt dưới kính hiển vi quang học vì vết xước rất nhỏ. Các loại dung dịch đánh bóng thông dụng là: Alumina và colloida Silica Ngoài ra còn có các vật tư khác như: phim đánh bóng, đai nhám, đá mài... Tham khảo danh mục: Vật tư cho quá trình mài đánh bóng mẫu

4. Quan sát và kiểm định vật liệu

Kính hiển vi chắc chắn là thiết bị đầu cuối cần thiết cho việc phân tích mẫu vật liệu. Dưới độ phóng đại của kính hiển vi bạn có thể dễ dàng quan sát cấu trúc của các vật liệu siêu nhỏ với độ phóng đại có thể lên đến vài chục ngàn hoặc vài trăm ngàn lần bằng các loại kính hiển vi quét SEM, TEM Sau khi thực hiện phân tích dưới kính hiển vi chúng ta có thể ngay lập tức phát hiện lỗi hoặc có thể đem các kết quả thu được để tiến hành xử lý số liệu cho các phép kiểm tra vật liệu sau