APLIKACJE

Analiza warstw za pomocą mikroskopów LEICA

 

Grubość powłoki jest ważnym czynnikiem wpływającym na jej wydajność w eksploatacji i jest zazwyczaj określona w specyfikacji. Analiza warstw metalowych może odbywać się zarówno w oparciu o klasyczną obserwację jak i przy wykorzystaniu dedykowanych do tego modułów oprogramowania. Jednym z takich modułów jest oferowany przez Leica Microsystem Layer Thickness Expert dostępny jako moduł dodatkowy do oprogramowania Leica Application Suite (LAS).

Leica Layer Thickness Expert jest kompleksowym rozwiązaniem dla analizy mikroskopowej warstw i powłok.

Moduł Leica Layer Thickness Expert uwzględnia standardy branżowe w tym normy dedykowane dla powłok metali i tlenków:

  • ASTM B487 Standard Test Method for Measurement of Metal and Oxide Coating Thickness by Microscopical Examination of Cross Section
  • ISO 1463 Metallic and oxide coatings — Measurement of coating thickness — Microscopical method).

Norma ISO 1463:2003 opisuje metodę pomiaru grubości powłok metalowych, warstw tlenkowych oraz ceramicznych, poprzez obserwacje przekrojów poprzecznych przy użyciu mikroskopu optycznego.

Norma ASTM B487 obejmuje pomiar grubości powłok metalowych i tlenkowych za pomocą obserwacji przekrojów poprzecznych przy użyciu mikroskopu optycznego. Metoda ta pozwala na uzyskanie bezwzględnej dokładności pomiaru wynoszącej do 0,8 μm.

W module Leica Layer Thickness Expert warstwy są identyfikowane, a pomiar wykonywany jest w wielu punktach. Końcowy wynik jest wartością średnią. W zależności od warstw analizy są wykonywane manualnie lub w sposób w pełni zautomatyzowany. Do automatycznego wzmacniania (kontrastowania) i dokładnego wykrywania warstw wykorzystywane są nowoczesne metody przetwarzania obrazu.

Otrzymane wyniki analizy mogą być wykorzystane do:

  • zakwalifikowania materiału, jako zgodnego z normami,
  • określenia różnic w procesach produkcyjnych,
  • dostarczenia danych do badań nad strukturą i właściwościami warstw i powłok.

Oprogramowanie Leica Layer Thickness Expert wykonuje automatyczne i powtarzalne pomiary grubości warstw. Analiza ta jest wykorzystywana do oceny właściwości materiałów, co oprócz kilku innych technik pomaga w określeniu charakterystyki produktu końcowego. Poniżej przedstawiono jak wygląda pomiar krok po kroku:

  1. Wybranie obrazu do pomiaru

Należy odnaleźć folder, w którym znajdują się obrazy warstw i powłok, które mają być mierzone. Następnie należy wybrać interesujące nas obrazy poprzez kliknięcie w miniaturkę w galerii. W oprogramowaniu zostanie wyświetlony pierwszy z wybranych.

  1. Identyfikacja warstwy

Warstwa jest identyfikowana na podstawie progu koloru (tzw. Threshold). Może być dalej udoskonalany, aby zapewnić, że maska precyzyjnie identyfikuje daną warstwę. Jeśli poza warstwą zostanie wykryta obecność innych elementów, można je automatycznie usunąć, pozostawiając jedynie maskę warstwy.

  1. Pomiar warstwy

Na tym etapie wykonywany jest pomiar linii prostopadłych do analizowanej warstwy.

Gdy używana jest metoda manualna, wówczas każda linia jest rysowana za pomocą myszy komputerowej.

W metodzie półautomatycznej wystarczy narysować linię wzdłuż środka warstwy (jak na obrazie).

Metoda automatyczna utworzy linie pomiarowe bez ingerencji użytkownika.

  1. Sprawdzenie pomiaru

Linie narysowane na całej warstwie są analizowane i jeśli zostaną zauważone błędne/zbędne linie, opcja edycji obrazu umożliwi operatorowi ich usunięcia za pomocą myszki komputerowej. Gdy linie, po ocenie operatora, są poprawnie narysowane, wówczas operator akceptuje pomiary i są one kumulowane z wszelkimi wcześniejszymi wynikami.

  1. Wyświetlanie wyników

Podsumowanie wyników jest wyświetlane na każdym etapie procesu, a szczegółowe wyniki mogą być wyświetlane w razie potrzeby.

  1. Dane referencyjne

Dane referencyjne użytkowników i analiz mogą być dodawane i dostosowywane tak, aby wyniki były w pełni kompletne dla danego produktu i firmy. Można wprowadzać uwagi wymagane przez wybraną normę. Wprowadzone dane są automatycznie przenoszone do raportu.

  1. Wybranie normy i wygenerowanie raportu.

Na tym etapie wybierany jest wymagany standard. Wybór będzie zależał od lokalnego protokołu laboratorium. Raporty są tworzone przy użyciu szablonu Microsoft® Excel™ dostarczanego wraz z Layer Thickness Expert, który może być dostosowany do potrzeb organizacji. Oprócz ogólnych danych pokazanych w raporcie, całe szczegółowe wyniki analizy są przechowywane w arkuszu kalkulacyjnym w celu dalszej oceny.

Poniżej przedstawiono możliwości pomiarowe Layer Thickness Expert:

  • Średnia grubość warstwy, μm
  • Minimalna grubość warstwy, μm
  • Maksymalna grubość warstwy, μm
  • Odchylenie standardowe grubości warstwy, μm
  • Mediana grubości warstwy, μm
  • Rozkład grubości warstwy w postaci histogramu
  • Łączna powierzchnia próbki, mm2

Analiza grubości warstw za pomocą DM6 M LIBS

Dzięki rewolucyjnemu mikroskopowi Leica DM6 M LIBS umożliwiającemu analizę 2 w 1 (analizę optyczną i chemiczną) istnieje możliwość analizy poszczególnych warstw pod kątem ich składu chemicznego.

W tym celu, za pomocą wiązki lasera wykonuje się „mikrowiercenia” w materiale. Dzięki temu uzyskujemy takie informacje jak:

  • profil głębokości warstw – umożliwia sprawdzenie czy skład badanego materiału zmienia się wraz z głębokością
  • analizę warstwy – może być wykorzystana do określenia każdej warstwy w materiale jak np. mające wiele powłok lub malowane metale

Możliwe jest także czyszczenie powierzchni poprzez usunięcie tlenków lub innych zanieczyszczeń.

Poniżej przedstawiono zasadę oraz efekt działania DM6 M LIBS na próbce ze stopu miedzi.

Poniżej przedstawiono identyfikację pierwiastków w zależności od głębokości w badanym materiale wielowarstwowym.

Poniżej przedstawiano wpływ ilości uderzeń lasera na powierzchnię badanego materiału.

Potrzebujesz informacji?

Zostaw swój kontakt, odezwiemy się

Technolutions sp. z o. o.

Otolice 38

99-400 Łowicz

 

 

tel.: +48 606 440 718

e-mail: kontakt@technolutions.pl

Technolutions 2020 © wszelkie prawa zastrzeżone