對于離子濺射儀在失效分析中的應(yīng)用,好多老師總有種疑問,失效分析的大部分研究對象,主要是擁有導(dǎo)電性的金屬樣品,那樣品直接放在電鏡下觀察就可以了。沒有必要還要花費(fèi)時間和精力在用離子濺射儀給樣品鍍一層納米薄膜來增強(qiáng)導(dǎo)電性了。對于這種問題我們可以看以下的圖片就一目了然了。
失效分析的定義
一般的,狹義上的失效指的是機(jī)電產(chǎn)品喪失功能的現(xiàn)象,而失效分析則是分析診斷失效的模式、原因和機(jī)理,研究采取補(bǔ)救預(yù)測和預(yù)防措施的技術(shù)活動和管理活動,同時,與之相關(guān)的理論、技術(shù)和方法相交叉的綜合學(xué)科則稱之為失效學(xué)。
失效的分類
我們常說的失效從失效模式和失效機(jī)理上來說,一般按下述方法進(jìn)行分類:
1、斷裂失效:斷裂失效常分為韌性斷裂和脆性斷裂兩類,而脆性斷裂又分為低溫脆性斷裂、輻射脆化斷裂、氫損傷(氫脆)、應(yīng)力腐蝕、液態(tài)金屬脆化、液體侵蝕損傷、高溫應(yīng)力斷裂(即蠕變斷裂)、疲勞斷裂這幾種。
2、非斷裂失效:基本分為磨損失效、腐蝕失效、變形失效幾種,磨損失效一般包含磨粒磨損、粘著磨損兩種,腐蝕失效分為氧化腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種,變形時效分為彈性變形和塑性變形失效兩種。
3、復(fù)合失效機(jī)理,顧名思義就是多種失效機(jī)理綜合作用而成導(dǎo)致的失效,例如低周疲勞導(dǎo)致的斷裂即是韌性斷裂和疲勞斷裂兩種機(jī)理復(fù)合作用而成的,再如機(jī)件受高溫應(yīng)力+電化學(xué)腐蝕復(fù)合作用下,會出現(xiàn)燒蝕熱蝕的失效現(xiàn)象等等。
產(chǎn)品失效的發(fā)展過程一般遵循“浴盆曲線”狀,可以將其分為三個時期:
1、早期失效期,即產(chǎn)品使用初期,由于設(shè)計(jì)缺陷或者制造缺陷而導(dǎo)致明顯的失效。
2、偶然失效期,在理想狀況下,產(chǎn)品是不應(yīng)出現(xiàn)“失效”現(xiàn)象的,而由于環(huán)境、操作方法、管理不善等原因?qū)е碌臐撛谌毕,會在某一時期導(dǎo)致偶然的失效,該階段稱為偶然失效期。
3、磨損失效期,該階段是產(chǎn)品在出現(xiàn)失效萌芽之后的曲線增長到最終失效期,又稱為損耗失效。產(chǎn)品按照其失效發(fā)展過程分類對于可靠性工程來說是十分有用的。
天澤智能離子濺射儀TZZN-1000在研究中的應(yīng)用
在研究失效分析過程中,常用的方式首先是顯微分析。在顯微分析過程中,離子濺射儀的應(yīng)用主要用在掃描電鏡的高倍率形貌分析,當(dāng)然利用電子顯微鏡這個平臺可以做定性和定量的分析。
電子顯微鏡的成像機(jī)理是利用高能電子束掃描成像,這樣帶負(fù)電的電子很容易在樣品表面積累,由于得不到很好的釋放,在成像時很很亮,通過對圖像的對比度和亮度的調(diào)節(jié)是無法去除這種情況的。如下圖:
以上圖片的情況,對于我們觀察更細(xì)微的表面現(xiàn)象就產(chǎn)生了很大的影響,因此就需要在樣品表面附上一層納米導(dǎo)電層,讓這些聚集的電子隨著電子束的掃描迅速的被吸收,從而改善圖片的質(zhì)量,讓深層的細(xì)節(jié)更多,對我們的研究提供更大的幫助。
如下借助天澤智能科技的TZZN-1000磁控濺射儀鍍膜處理的樣品在電鏡下的圖像就有了很大改善,在更大的放大倍率下也能清晰的分辨更多的細(xì)節(jié)。
因此,在面對擁有導(dǎo)電性的失效分析樣品,天澤智能的離子濺射儀是能很好讓圖像質(zhì)量有個很大提升的,也是有必要使用離子濺射儀對樣品進(jìn)行一下處理的,當(dāng)然不是對于所有的電鏡和情況,就原因來講,金屬合金因?yàn)槌煞謴?fù)雜,在微觀表面的特性也有所不同,但對于離子濺射儀的納米鍍層來講,這個鍍層一般是導(dǎo)電性能極好的金、鉑金、銀等純度極高的純金屬,顯然導(dǎo)電的效率是有很大差別的,這也是導(dǎo)致圖形前后有很大差別的原因。
當(dāng)然隨著掃描電鏡技術(shù)的突飛猛進(jìn),發(fā)展更多更加便利的集成化功能更強(qiáng)的掃描電子顯微鏡,讓我們研究人員使用的效率更高,更便捷也是一種可能。