APLIKACJE

Analiza warstw za pomocą mikroskopów LEICA

 

Grubość powłoki jest ważnym czynnikiem wpływającym na wydajność powłoki w eksploatacji i jest zazwyczaj określona w specyfikacji powłoki. Analiza warstw metalicznych 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 Layer Thickness Expert dostępny jako moduł dodatkowy w oprogramowaniu Leica Application Suite (LAS).

Leica Layer Thickness Expert oferuje kompleksowe rozwiązania dla analizy mikroskopowej warstw i powłok różnych materiałów takich jak farby, materiały chromowane  czy powłoki z tworzyw sztucznych.

Użytkownik może być pewien, że proces analizy jest zgodny z konkretnymi wymaganiami laboratoryjnymi. 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 miejscowej grubości powłok metalicznych, warstw tlenkowych oraz powłok porcelanowych lub szklistych emalii, poprzez mikroskopowe badanie przekrojów poprzecznych przy użyciu mikroskopu optycznego.

Metoda badań ASTM B487 obejmuje pomiar miejscowej grubości powłok metalowych i tlenkowych za pomocą badania mikroskopowego przekrojów poprzecznych przy użyciu mikroskopu optycznego. W dobrych warunkach, przy zastosowaniu mikroskopu optycznego, metoda ta pozwala na uzyskanie bezwzględnej dokładności pomiaru wynoszącej 0,8 μm.

W Leica Layer Thickness Expert warstwy są identyfikowane, mierzone w wielu punktach, z których następnie wyliczana jest średnia wartość. W zależności od warstw, analizy są wykonywane manualnie lub w sposób pełny zautomatyzowany. Nowoczesne metody przetwarzania obrazu są wykorzystywane do automatycznego wzmacniania (kontrastowania) i dokładnego wykrywania warstw, podczas gdy operator może zawsze dostosować parametry do własnych potrzeb i potwierdzić ustawienia.

Otrzymane wyniki analizy mogą być wykorzystane:

  • do zakwalifikowania materiału do specyfikacji określonych między nabywcą a producentem,
  • określenia różnic w procesach produkcyjnych,
  • dostarczenia danych do badań nad strukturą i właściwościami warstw i powłok.

Oprogramowanie Leica Layer Thickness Expert wykonuje automatyczne, obiektywne i powtarzalne oceny grubości warstw i symuluje standardy branżowe. 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 ta jest identyfikowana na podstawie jej wyglądu kolorystycznego i jest przedstawiona jako maska w kontrastowym kolorze nałożonym na obraz.

Używany próg koloru (tzw. Threshold) może być dalej udoskonalany, aby zapewnić, że maska precyzyjnie identyfikuje daną warstwę.

Jeśli poza warstwą zostanie wykryta obecność innych czynników, 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 teraz 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 pomiarów z obrazu warstwowego w Layer Thickness Expert

Na podstawie linii narysowanych w poprzek warstwy oblicza się, takie parametry jak:

  • Średnia grubość warstwy, μm
  • Minimalna grubość warstwy, μm
  • Maksymalna grubość warstwy, μm
  • Standardowe odchylenie grubości warstwy, μm
  • Mediana grubości warstwy, μm
  • Tryby grubości warstwy, μm
  • Rozkład grubości warstwy w postaci histogramu ze zdefiniowanymi przez użytkownika oznaczeniami
  • Łączna powierzchnia próbki, mm2

Analiza grubości warstw za pomocą DM6 M LIBS

W rewolucyjnym mikroskopie Leica DM6 M LIBS umożliwiającym inspekcję 2 w 1 (analizę optyczną i chemiczną) jest możliwość analizy poszczególnych warstw pod kątem ich składu chemicznego.

W tym celu, za pomocą ablacji laserem (będącej istotą działania LIBS), wykonuje się „mikrowiercenia” w badanym 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
  • czyszczenie powierzchni – umożliwia usunięcie tlenków lub innych zanieczyszczeń

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

Poniżej przedstawiono identyfikację różnych składników (np. 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