Andere industrieën

Elementenanalyse met digitale microscopen met behulp van LIBS (lasergeïnduceerde afbraakspectroscopie)

LIBS (lasergeïnduceerde afbraakspectroscopie) is een elementenanalysemethode waarbij een pulslaser wordt gebruikt om elementaire componenten te identificeren. Dit gedeelte geeft een overzicht van LIBS en bevat voorbeelden van elementenanalyses met een digitale microscoop.

Elementenanalyse met digitale microscopen met behulp van LIBS (lasergeïnduceerde afbraakspectroscopie)

Wat is LIBS (lasergeïnduceerde afbraakspectroscopie)?

LIBS is de afkorting van lasergeïnduceerde afbraakspectroscopie. Het is een elementenanalysemethode waarbij een pulslaser het monster bestraalt. De golflengten van het gegenereerde plasma worden gesplitst door een spectrometer en vervolgens wordt de lichtintensiteit van elke golflengte geanalyseerd om de aanwezige elementaire componenten te identificeren.
Deze analysemethode is ook door NASA gebruikt tijdens een onderzoek op Mars en maakt een vacuümvrije elementenanalyse mogelijk.

  1. De pulslaser bestraalt het monster.
  2. Licht wordt door het plasma op het monsteroppervlak uitgestraald.
  3. Het licht dat door het plasma wordt uitgestraald, wordt door een spectrometer opgesplitst in golflengten.
  4. De detector verzamelt de intensiteit van elke golflengte.
  5. Uit de intensiteitsgegevens worden spectra verkregen en de verhoudingen van de elementen worden berekend.

Voordelen van het gebruik van LIBS

LIBS heeft de volgende voordelen.

  • Elementen kunnen worden gedetecteerd, te beginnen met lichte elementen zoals waterstof (H) en lithium (Li).
  • Er is geen vacuüm nodig.
  • Er is geen voorbewerking (snijden, polijsten, geleidingsbehandeling, enz.) nodig.
  • Vacuümvrij gebruik is mogelijk, waardoor de grootte van het monster niet beperkt is.
  • De spotdiameter van ongeveer 10 µm maakt analyses van microscopisch kleine monsters mogelijk.
  • Vloeistoffen kunnen worden geanalyseerd.
  • Elementenanalyse kan dieper in het materiaal worden uitgevoerd door het monster achtereenvolgens met meerdere pulsen te bestralen (met behulp van de boorfunctie).

Voorbeelden van elementenanalyse met een digitale microscoop

In dit gedeelte worden de nieuwste voorbeelden gegeven van de elementenanalyse met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks en de Laser-based Elemental Analyse uit de EA-300-reeks van KEYENCE.

Voorbeelden in de batterij-industrie

Analyse van de negatieve elektrode van lithiumbatterijen
Het doel hoeft niet te worden omgesmolten om het lichtelement lithium te kunnen detecteren.
Lekkage van batterijvloeistof en corrosieanalyse
Doordat er geen voorbewerking meer nodig is, wordt er veel tijd bespaard. Zowel vloeistoffen als poeders kunnen worden geanalyseerd en de toevoeging van kleurinformatie resulteert in rapporten die visueel gemakkelijker te begrijpen zijn.

Voorbeelden in de plateringsindustrie

Elementenanalyse van dwarsdoorsneden van platering
Door de korte analysetijd kunnen er meer analyses worden uitgevoerd.
Analyse van vreemde deeltjes in metalen platering
Met de boorfunctie kunnen vreemde deeltjes in de platering worden geanalyseerd.
Beoordeling van de dikte van de plateringslaag
Met de boorfunctie kan de dikte van de plateringslaag worden beoordeeld. Dit maakt niet alleen diktebeheer mogelijk maar ook om te controleren of de juiste materialen zijn gebruikt.

Voorbeelden in de levensmiddelenindustrie en farmaceutische industrie

Inspectie van kristalcomponenten (zoutkristallen)
Kristallen die niet alleen door waarneming kunnen worden geïdentificeerd, kunnen wel worden geïdentificeerd met de elementenanalyse.
Analyse van vreemde deeltjes in een tablet
Met de boorfunctie kunnen vreemde deeltjes in tabletten worden geanalyseerd, waardoor vreemde deeltjes veel gemakkelijker kunnen worden verwijderd.
Analyse van vreemde deeltjes in productieprocessen
Door de detectie van Ag (zilver) wordt het doel geïdentificeerd als een zilveren tandkroon. Ook geeft de waarneming van molybdeen aan dat het doel bestaat uit tandheelkundig materiaal. Het intrusiepad kan in korte tijd worden geïdentificeerd, waardoor controle van hetzelfde probleem wordt voorkomen.

Voorbeelden in de elektronische componenten- en halfgeleiderindustrie

Analyse van metaalhaartjes
Het doel kan worden geïdentificeerd als een metaalhaartje of als een vezelachtig vreemd deeltje.
Analyse van het afschilferen van de platering van de sondepin
Het afschilferen van de platering op de punt van de sondepin kan worden geanalyseerd.
Analyse van vlekken op vergulde oppervlakken
Bij verguld chroom kan de hechting worden gecontroleerd. Bij verguld nikkel kan worden gecontroleerd op lekkage aan de onderkant.

Voorbeelden in de automobielindustrie

Analyse van vreemde deeltjes in motoronderdelen
Vreemde deeltjes in gegoten onderdelen kunnen worden geanalyseerd.
Analyse van chips
Door een elementenanalyse uit te voeren op een chip, kan het product ervan worden vastgesteld.
Controleren op afbladderen van verchroomd staal op injectorpennen
De analyse geeft aan of de oppervlakteplatering is afgebladderd, of het basismateriaal zichtbaar is en of er componenten van het gekoppelde onderdeel aan de platering zijn blijven kleven. Analyse onder een vrije hoek is mogelijk, zelfs bij driedimensionale doelen.
Analyse van tandwieldefecten na sinteren
Als reactie op een defect waarbij het product zwart werd, bleek uit de analyse dat de oorzaak aluminiumoxide was dat aan het oppervlak kleefde, en niet carbonisatie van het oppervlak.

Voorbeelden in de chemische industrie

Analyse van vreemde deeltjes op trillingsbestendig rubber
De vreemde deeltjes kunnen als organisch en anorganisch worden herkend. Anorganische vreemde deeltjes beïnvloeden de werking van het rubber.
Beoordeling van fouten in de coatingfilm
Als de folie niet de normale kleur heeft, kan deze worden vergeleken met een goed product met een analyse van de componenten in de folie, waardoor de oorzaak van de fout kan worden vastgesteld en instructies kunnen worden doorgegeven aan de leverancier.
Identificatie van verf op producten
Met een elementenanalyse kan worden aangegeven tijdens welke fase van het productieproces er verf is toegevoegd. Niet alleen kan het doel worden beoordeeld als organisch of anorganisch, maar de kleurinformatie kan ook worden geïdentificeerd. Zelfs grote producten van 1 m of meer kunnen zonder meer worden geanalyseerd.
Waarneming van vreemde deeltjes op een harscoating
Analyse is mogelijk zonder het doel af te hoeven snijden en de vreemde deeltjes te verwijderen.

Voorbeelden in de metaalindustrie

Inspectie van de hoeveelheid chemicaliën die tijdens het polijsten met een diamantslijpbit achterblijven
De analyse kan worden uitgevoerd op een niet-destructieve manier zonder afzetting, dus kan de resterende hoeveelheid reinigingsmiddel (fluorchemicaliën) gemakkelijk worden gecontroleerd. Bovendien kan met de boorfunctie worden gecontroleerd op oneffenheden in de ceriumcoating op het oppervlak.
Aanwezigheidsinspectie van coatingmateriaal op de punten van gereedschap
Het coatingmateriaal (titanium of chroom) bladert af van het gereedschap tijdens het napolijsten. Als een deel van de oude coating op het gereedschap achterblijft, kan er geen nieuwe coating worden aangebracht. Met elementenanalyse kunnen verspreide stukjes coatingmateriaal nauwkeurig worden gedetecteerd.
Analyse van de coatinglaag van de punt van het gereedschapsblad
Het materiaal van de coatinglaag en het basismateriaal kunnen worden geanalyseerd met de boorfunctie. Voorheen moest het doel worden afgesneden en gepolijst voordat het kon worden geanalyseerd. Door de introductie van de EA-300 kan er nu sneller en gemakkelijker worden geanalyseerd. De duurzaamheid en levensduur van de punt van een gereedschapsblad verschillen afhankelijk van de coatinglaag, maar deze verschillen kunnen ook worden geanalyseerd.
Analyse van roest op verbindingen
Een nauwkeurige analyse van verkleurde locaties is mogelijk, waardoor die kunnen worden beoordeeld als roestvlekken die zich aan het oppervlak hechten of als roest dat van binnenuit in het roestvrij staal ontstaat.

Voorbeelden in de folie- en sheet-industrie

Analyse van vreemde deeltjes op TAC-folie
De onderdelen met verschillende kleuren werden beoordeeld als organisch materiaal en werden aangegeven als roest.
Analyse van vreemde deeltjes in folie
Het is moeilijk om microscopisch kleine vreemde deeltjes uit een folie te verwijderen, en daarom konden die deeltjes niet worden geanalyseerd. Met de boorfunctie van de EA-300 kan deze analyse echter wel worden uitgevoerd.
Analyse van vreemde deeltjes op printerfolie
Met de EA-300 kunnen grote doelen ongewijzigd en zonder vacuüm worden geanalyseerd. De detectie van calcium geeft aan dat de deeltjes van papier zijn. De detectie van silicium geeft aan dat de deeltjes tonerdeeltjes zijn.
Detectie van pigmenten op de folie die wordt gebruikt bij het maken van diepdrukplaten
De detectie van organische materialen en titanium bevestigt dat er pigmenten op het folieoppervlak zitten.

Voordelen van de Laser-based Elemental Analyser uit de EA-300-reeks van KEYENCE

Elementenanalyse met de digitale microscoop uit de VHX-reeks

Stap 1: Vergrote waarneming
Stap 2: Elementenanalyse met één klik

Zeer snelle LIBS-analyse

Maak gebruik van de vacuümvrije elementenanalyse tijdens het waarnemen van het doel op de objecttafel. Voor deze vorm van analyseren is snijden, geleidbaar maken of het gebruik van vacuüm niet nodig.
Bij de elementenanalyser wordt lasergeïnduceerde afbraakspectroscopie met een zeer veilige klasse 1 laser gebruikt. De laser verandert het doeloppervlak in plasma terwijl een breedband (diep UV tot bijna infrarood) spectrometer met hoge resolutie de kleur van het uitgestraalde licht detecteert. De optiek van de microscoop bevindt zich langs dezelfde as om het doelgebied zichtbaar te maken.

A: Nanoseconde laserpuls, B: Plasma-emissie
A: Nanoseconde laserpuls, B: Plasma-emissie

WERELDS EERSTE AI suggestie

Materialen kunnen gemakkelijk worden geïdentificeerd door elementenanalyse.
Een geïntegreerde database bevat duizenden elementpatronen, waardoor het apparaat niet alleen direct de gedetecteerde elementen kan bepalen, maar ook een suggestie voor de materiaalnaam kan doen. De materiaalgegevens zijn hiërarchisch ingedeeld, zodat de specifieke naam, de algemene naam en de beschrijving gemakkelijk kunnen worden gecontroleerd. De database kan ook worden gebruikt om historische interne analyseresultaten te verzamelen en die te gebruiken als referentie wanneer gelijksoortige vreemde deeltjes worden gedetecteerd. Zo kan iedereen direct materiaal identificeren zonder dat die daarvoor over geavanceerde technische vaardigheden moet beschikken.

AI-Suggest
+32 (0) 15 281 222/+31 (0) 40 20 66 100