智能制造網APP
智能制造網手機站
智能制造網小程序
智能制造網官微
智能制造網服務號
來自德國的“MIRA超大試樣室掃描電鏡（LC-SEM）”，自從推出后，已在航空、航天及材料科學中得到了廣泛應用。LC-SEM可以同時裝備多種探測設備（背散射電子成像、EDS、EBSD、FIB、FT-IR）來滿足不同的需求。不僅可以檢查大型零部件的物理特性，還可以評價原材料的化學和結晶體特性。幾乎對任何樣本都可實現(xiàn)非常準確的，直到在分子層面的一站式檢查和分析。
使用通常掃描電子顯微鏡時，面臨困難之一是被測樣品的大小限制，通常情況下，只能對直徑在數十到一百毫米內小的樣本進行研究且只有一兩種關聯(lián)的分析工具，這限制了這一重要測試技術的應用。LC-SEM克服了這一點，其超大真空室和光學系統(tǒng)擴展視圖功能可容納直徑與高度分別達1.5米，重300kg的樣品，分辨率優(yōu)于10納米，放大倍數10倍-30萬倍，真空度10-6毫巴，加速電壓30kv。從一粒沙子到一個柴油發(fā)動機大小的樣品，不必切小，僅用一臺儀器就可以做全面的檢查。其足夠大的空間還可進行原位觀察，實現(xiàn)零部件疲勞、應力/應變、磨損等非破壞性試驗研究。
LC-SEM 真空室和真空系統(tǒng)
LC-SEM試樣室有 3 m3、9 m3、12 m3 三種型號，分析試樣可高達：直徑1500毫米、高度1500毫米。真空系統(tǒng)裝配有強大的三個泵：旋片和轉子泵應用于低真空，渦輪增壓泵應用于高真空，可實現(xiàn)10 -6 mbar的高真空。該系統(tǒng)有足夠的能力，除去腔室中試樣的氣體，在45分鐘內便可以實現(xiàn)所需的真空度。設置有多層墻體保證了不受任何外部磁場的影響。
的定位系統(tǒng)
當一個人觀察一個小的對象時，會在手中扭轉對象，人眼-可視化系統(tǒng)是固定的。當觀察一個更大的物體時，人會在物體周圍左右移動，以便觀察它。種情況是類似于標準SEM的情況，而后者則反映了LC-SEM的情況。
LC -SEM 配備了定位系統(tǒng)，配備有一個5 +1旋轉軸系統(tǒng)，電子搶、相機和各種探測器都懸掛在旋轉軸上，最初是利用遠程控制來調整軸的角度和高度，使柱體的置相對迅速接近樣品的重點區(qū)域，再通過計算機控制移動電子槍和探測器以及完整的光學系統(tǒng)，可以滿足從不同角度的視角觀察。在研究過程中，還可以進行修改以便優(yōu)化信號接收。并且還可以移動試樣，這樣極大地減少了試樣裝載次數。
四個電腦顯示器通過探測器跟蹤柱和樣品的運動以及觀察試樣表面特性和分析化學信息，軟件、電氣和機械接口通過一個單一的終端控制。
成像和分析系統(tǒng)
通過裝備高級電子槍，LC-SEM有能力提供高于10nm的分辨率和高達30萬倍的圖像放大能力，加上強大的二次反射電鏡的通道倍增探測器，整個系統(tǒng)通過多個運行系統(tǒng)保證圖像的質量。阻尼系統(tǒng)可以防止外部振動影響系統(tǒng)，同時電子槍和探測器有一個創(chuàng)新的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。LC-SEM和它的所有部件都采用100％的計算機控制，其系統(tǒng)全部使用Microsoft Windows ®的軟件設計。
通過分析系統(tǒng)的集成，在腔室的真空環(huán)境下，通過背散射電子成像，能量發(fā)散X射線光譜儀（EDS）和電子背散射衍射系統(tǒng)（EBSD），LC-SEM擁有生成完整的測試結果的能力。LC-SEM也可以配置聚焦離子束（FIB）和傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR）實現(xiàn)其擴展功能。LC-SEM的可變壓力方式還可以讓工程師和科學家做傳導和絕緣樣本的臨界面特性研究，包括金屬、陶瓷、水泥和金屬間化合物。
原位觀測、分析
除了研究大樣本，LC–SEM還可應用于在材料的變形行為的原位觀測以及在微系統(tǒng)技術領域生產過程的現(xiàn)場觀測控制中。LC–SEM也可以通過“中斷監(jiān)控”實現(xiàn)較大的工程部件的無損檢測實驗。例如，測試高壓泵的高負荷部件的摩擦特性，可以通過進行中斷監(jiān)控來研究。這些部件在正常工作一段時期后，可在LC-SEM中觀察研究，之后可以再立即工作，從而得到不同使用階段的摩擦特性。這種監(jiān)測系統(tǒng)的方式將打開一個全新的、廣闊的工程應用領域，使得我們能夠獲得更直接、更詳細的對磨合和破壞過程的了解。
| 應用行業(yè) l 航空、航天 l 軍事與國防 l 文化與考古 l 半導體和電子元件 l 醫(yī)藥與生物材料 l 法醫(yī)學 l 材料科學 | 應用領域 l 原位分析 l 故障分析 l 高精密小型生產、裝配控制 l 科學研究與產品開發(fā) |
LC-SEM用戶
德國不來梅大學 Universit?t Bremen
德國漢諾威大學 Umiversitat Hannover
德國亞琛工業(yè)大學 RWTH Aachen University
德國埃爾蘭根—紐倫堡大學 Friedrich-Alexanqder-Universit?t Erlangen-N?rnberg
德國多特蒙德工業(yè)大學 TU Dortmund
德國不倫瑞克工業(yè)大學 Technische Universit?t Braunschweig
日本宇宙航空研究開發(fā)機構（JAXA）
美國NOVA無損檢測中心 設在美國西肯塔基大學 Nondestructive Analysis (NOVA) Center
美國能源部國家核安全管理局的機構 Y-12 National Security Complex
美國空軍裝備部 延克空軍基地材料實驗室 Tinker AFB Materials Laboratory
MIRA超大試樣室掃描電鏡（LC-SEM）技術規(guī)格參數
| 電子光學 |
|
| 分辨率 | 優(yōu)于10納米 |
| 放大 | 10x–300,000x |
| 加速電壓 | 0.2–30keV |
| 探測器 | 二次反射通道倍增電子探測器 四象限背散射電子探測器 |
| 分析能力 | 能量色散X射線光譜儀（EDS） |
| 電子背散射衍射儀（EBSD） | |
| 附加功能 | 聚焦離子束（FIB） |
| 傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR） | |
| 內部攝像系統(tǒng) | |
| 圖像處理 |
|
| 軟件 | MIRA控制系統(tǒng) |
| 硬件 | 電腦，顯示器和打印機 |
| 真空系統(tǒng) |
|
| 低真空泵 | 旋片泵，65立方米/ h |
| 旋轉式轉子泵，400立方米/小時 | |
| 高真空泵 | 渦輪泵2400升/秒 |
| 極限真空 | 直至45分鐘后10 -6毫巴 |
| 真空室 | 3 m3;9 m3; 12 m3 |
| 標本 |
|
| 尺寸 | 高達直徑1500毫米，高度1500毫米 |
| 質量 | 300 kg, |
| 定位系統(tǒng) |
|
| 軸 | 5 +1微步控制軸系統(tǒng) |
| 重復精度 | ±50 μm |
| 定位范圍 |
|
| X-軸 | 600mm,1000mm,1500mm |
| Z-軸 | 600mm,1000mm,1500mm |
| A-軸 | 90° |
| B-軸 | 135° |
| C-軸 | 360° |
| D-軸 | 350° |
