Caso applicativo del microscopio elettronico a scansione CIQTEK in materiali particellari e in polvere

April 17, 2023

Le polveri sono oggi le materie prime per la preparazione di materiali e dispositivi in vari campi e sono ampiamente utilizzate nelle batterie agli ioni di litio, nella catalisi, nei componenti elettronici, nei prodotti farmaceutici e in altre applicazioni.

La composizione e la microstruttura delle polveri delle materie prime determinano le proprietà del materiale. Il rapporto di distribuzione delle dimensioni delle particelle, la forma, la porosità e la superficie specifica delle polveri della materia prima possono corrispondere alle proprietà uniche del materiale.

Pertanto, la regolazione della microstruttura della materia prima in polvere è un prerequisito per ottenere materiali dalle prestazioni eccellenti. L'uso della microscopia elettronica a scansione consente l'osservazione della specifica morfologia superficiale della polvere e un'analisi precisa della dimensione delle particelle per ottimizzare il processo di preparazione della polvere.

Applicazione della microscopia elettronica a scansione nei materiali MOF

Nel campo della catalisi, la costruzione di materiali metallo-organici (MOF) per migliorare sostanzialmente le prestazioni catalitiche superficiali è diventata oggi uno dei temi di ricerca più caldi. I MOF presentano i vantaggi unici di un elevato carico di metalli, di una struttura porosa e di siti catalitici e hanno un grande potenziale come catalizzatori a grappolo. Utilizzando il microscopio elettronico a scansione del filamento di tungsteno CIQTEK, si può osservare che il materiale MOF mostra una forma cubica regolare e la presenza di particelle fini adsorbite sulla superficie (Figura 1). Il microscopio elettronico possiede una risoluzione fino a 3 nm e un'eccellente qualità di immagine, e mappe SEM uniformi ad alta luminosità possono essere ottenute in diversi campi visivi, che possono osservare chiaramente le pieghe, i pori e il carico di particelle sulla superficie dei materiali MOF .

Figura 1 Materiale MOF / 15 kV/ETD

Microscopia elettronica a scansione in materiali in polvere d'argento

Nella produzione di componenti elettronici, la pasta elettronica, come materiale di base per la produzione di componenti elettronici, ha determinate proprietà reologiche e tixotropiche ed è un materiale funzionale di base che integra materiali, tecnologie chimiche ed elettroniche e la preparazione della polvere d'argento è la chiave per produzione di pasta conduttiva d'argento. Utilizzando il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo SEM5000 sviluppato indipendentemente da CIQTEK, basandosi sulla tecnologia di tunneling ad alta tensione, l'effetto della carica spaziale viene drasticamente ridotto e si possono osservare raggruppamenti irregolari di polvere d'argento tra loro (Figura 2). E il SEM5000 ha un'alta risoluzione, in modo che i dettagli possano ancora essere visti anche con un ingrandimento di 100.000x.

Figura 2 Polvere d'argento/5 kV/Inlente

Microscopia elettronica a scansione in litio ferro fosfato

Le batterie agli ioni di litio stanno rapidamente occupando il mercato mainstream grazie alla loro elevata energia specifica, al lungo ciclo di vita, all’assenza di effetto memoria e all’elevata sicurezza. L'uso della microscopia elettronica per osservare la morfologia degli elettrodi positivi e negativi delle batterie agli ioni di litio è importante per migliorare la capacità specifica delle batterie agli ioni di litio. Tra queste, le batterie al litio ferro fosfato sono preferite per i numerosi vantaggi quali eccellenti prestazioni del ciclo, prezzo relativamente basso e prestazioni di sicurezza garantite. Le particelle sferiche di fosfato di litio ferro costituite da agglomerati di particelle primarie osservate dal microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000 (Figura 3) hanno particelle superficiali chiare e immagini con senso tridimensionale.

Figura 3 Litio ferro fosfato/15 kV/ETD

Microscopia elettronica a scansione in materiali di grafite

Il materiale dell'anodo è anche uno dei componenti principali delle batterie agli ioni di litio e la sua struttura e proprietà svolgono un ruolo chiave nelle prestazioni della batteria. Tra i molti materiali anodici a base di carbonio, i materiali anodici a base di grafite sono i materiali anodici più utilizzati nelle applicazioni commerciali. La struttura lamellare e la distribuzione granulometrica dell'anodo di grafite possono essere chiaramente caratterizzate utilizzando il microscopio elettronico a scansione con filamento di tungsteno SEM3200 di CIQTEK, che ha ancora un'eccellente qualità di imaging a bassa tensione (Figura 4).

Figura 4 Elettrodo negativo in grafite/5 kV/ETD

Applicazione della microscopia elettronica a scansione nella dispersione di montmorillonite

L'uso della microscopia elettronica a scansione è indispensabile anche per osservare le particelle di polvere dei prodotti farmaceutici. Tra questi, la dispersione di montmorillonite ha un effetto immobilizzante e inibitore estremamente forte sui virus e sui germi nel tratto digestivo e sulle tossine e sui gas da essi prodotti, che possono renderli non patogeni. È stato osservato che la superficie della montmorillonite ha una struttura lamellare con sottili masse cristalline lamellari attaccate alla superficie utilizzando il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000 (Figura 5).

Figura 5 Polvere sciolta di montmorillonite/3 kV/ETD

Applicazione della microscopia elettronica a scansione nello stearato di magnesio

Lo stearato di magnesio farmaceutico è un composto organico, ovvero una polvere bianca fine non levigante con una sensazione scivolosa a contatto con la pelle, utilizzata principalmente come lubrificante per compresse, con i vantaggi di un forte effetto lubrificante, leggerezza e buona adesione. La polvere di stearato di magnesio era principalmente sotto forma di scaglie (Figura 6) e le scaglie erano correlate tra loro, come osservato dal microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000. Sebbene lo stearato di magnesio sia un materiale organico non conduttivo, offre comunque immagini ad alta risoluzione in modalità a bassa tensione quando si utilizza SEM5000. La consistenza lubrificante dello stearato di magnesio può anche essere correlata alla struttura delle scaglie, come mostrato dalla morfologia superficiale.

Figura 6 Stearato di magnesio / 1 kV/ETD

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