Applicazioni

I materiali ceramici hanno una serie di caratteristiche come elevato punto di fusione, elevata durezza, elevata resistenza all'usura e resistenza all'ossidazione e sono ampiamente utilizzati in vari campi dell'economia nazionale come l'industria elettronica, l'industria automobilistica, l'industria tessile, chimica e aerospaziale . Le proprietà fisiche dei materiali ceramici dipendono in gran parte dalla loro microstruttura, che è un'importante area di applicazione del SEM.     Cosa sono le ceramiche? I materiali ceramici sono una classe di materiali inorganici non metallici costituiti da composti naturali o sintetici mediante formatura e sinterizzazione ad alta temperatura e possono essere suddivisi in materiali ceramici generali e materiali ceramici speciali.   I materiali ceramici speciali possono essere classificati in base alla composizione chimica: ceramiche di ossido, ceramiche di nitruro, ceramiche di carburo, ceramiche di boruro, ceramiche di siliciuro, ecc.; in base alle loro caratteristiche e applicazioni possono essere suddivisi in ceramiche strutturali e ceramiche funzionali.   Figura 1 Morfologia microscopica della ceramica al nitruro di boro   Il SEM aiuta a studiare le proprietà dei materiali ceramici   Con il continuo sviluppo della società, della scienza e della tecnologia, le esigenze delle persone in termini di materiali sono aumentate, il che richiede una comprensione più profonda delle varie proprietà fisiche e chimiche della ceramica. Le proprietà fisiche dei materiali ceramici dipendono in gran parte dalla loro microstruttura [1] e le immagini SEM sono ampiamente utilizzate nei materiali ceramici e in altri campi di ricerca grazie alla loro alta risoluzione, all'ampio intervallo di ingrandimento regolabile e all'imaging stereoscopico. Il microscopio elettronico a scansione a emissione di campo CIQTEK SEM5000 può essere utilizzato per osservare facilmente la microstruttura dei materiali ceramici e dei prodotti correlati e, inoltre, lo spettrometro di energia a raggi X può essere utilizzato per determinare rapidamente la composizione elementare dei materiali.    Applicazione del SEM nello studio della ceramica elettronica Il più grande mercato di utilizzo finale dell'industria della ceramica speciale è l'industria elettronica, dove il titanato di bario (BaTiO3) è ampiamente utilizzato nei condensatori ceramici multistrato (MLCC), nei termistori (PTC) e in altri dispositivi elettronici. componenti grazie alla sua elevata costante dielettrica, alle eccellenti proprietà ferroelettriche e piezoelettriche, alla resistenza alla tensione e alle proprietà di isolamento [2]. Con il rapido sviluppo dell'industria dell'informazione elettronica, la domanda di titanato di bario è in aumento e i componenti elettronici stanno diventando più piccoli e miniaturizzati, il che comporta anche requisiti più elevati per il titanato di bario. I ricercatori spesso regolano le proprietà modificando la tem...

I materiali metallici sono materiali con proprietà come lucentezza, duttilità, facile conduttività e trasferimento di calore. Sono generalmente classificati in due tipologie: metalli ferrosi e non ferrosi. I metalli ferrosi includono ferro, cromo, manganese, ecc. [1]. Tra questi, l'acciaio è il materiale strutturale di base ed è chiamato "lo scheletro dell'industria". Finora l’acciaio domina ancora la composizione delle materie prime industriali. Molte aziende siderurgiche e istituti di ricerca utilizzano i vantaggi unici del SEM per risolvere problemi di produzione e assistere nello sviluppo di nuovi prodotti. Il SEM con i relativi accessori è diventato lo strumento preferito dall'industria siderurgica e metallurgica per condurre ricerche e identificare i problemi nel processo di produzione. Con l’aumento della risoluzione e dell’automazione del SEM, l’applicazione del SEM nell’analisi e caratterizzazione dei materiali sta diventando sempre più diffusa  [2].     L’analisi dei fallimenti è una nuova disciplina che negli ultimi anni è stata resa popolare dalle imprese militari per la ricerca di studiosi e imprese [3]. Il guasto delle parti metalliche può portare al degrado delle prestazioni del pezzo in lavorazione in casi minori e persino a incidenti mortali nei casi più gravi. Individuare le cause del fallimento attraverso l’analisi dei guasti e proporre misure di miglioramento efficaci è un passo essenziale per garantire il funzionamento sicuro del progetto. Pertanto, sfruttare appieno i vantaggi della microscopia elettronica a scansione darà un grande contributo al progresso dell’industria dei materiali metallici.   01 Osservazione al SEM della frattura per trazione dei metalli   La frattura avviene sempre nel punto più debole del tessuto metallico e registra molte informazioni preziose sull'intero processo di frattura. Pertanto, l'osservazione e lo studio della frattura sono stati enfatizzati nello studio della frattura. L'analisi morfologica della frattura viene utilizzata per studiare alcuni problemi fondamentali che portano alla frattura del materiale, come la  causa della frattura, la natura della frattura e la modalità di frattura . Se si vuole studiare in modo approfondito il meccanismo di frattura del materiale, solitamente si analizza la composizione delle macroaree presenti sulla superficie di frattura. L'analisi delle fratture è ora diventata uno strumento importante per l'analisi dei guasti dei componenti metallici.   Figura 1. Morfologia della frattura da trazione CIQTEK SEM3100   A seconda della natura della frattura, la frattura può essere approssimativamente suddivisa in  frattura fragile e frattura duttile . La superficie di frattura di una frattura fragile è solitamente perpendicolare allo sforzo di trazione e, dal punto di vista macroscopico, la frattura fragile è costituita da una superficie cristallina lucida; mentre la frattura duttile di solito presenta una piccola protub...

Nella ricerca scientifica, il polline ha una vasta gamma di applicazioni. Secondo il dottor Limi Mao, Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino, Accademia cinese delle scienze, estraendo e analizzando diversi pollini depositati nel terreno, è possibile capire da quali piante madri provengono rispettivamente, e quindi dedurre l'ambiente e il clima a quel tempo. Nel campo della ricerca botanica, il polline fornisce principalmente prove di riferimento microscopiche per la tassonomia sistematica. Ancora più interessante, le prove relative ai pollini possono essere applicate anche nei casi di indagini penali. La palinologia forense può corroborare efficacemente i fatti di un crimine utilizzando prove dello spettro pollinico sugli indumenti che accompagnano il sospettato e sulla scena del crimine. Nel campo della ricerca geologica, il polline è stato ampiamente utilizzato per ricostruire la storia della vegetazione, l’ecologia del passato e gli studi sui cambiamenti climatici. Negli studi archeologici che esplorano le prime civiltà e habitat agricoli umani, il polline può aiutare gli scienziati a comprendere la storia della prima domesticazione umana delle piante, quali colture alimentari venivano coltivate, ecc.    Fig. 1 Immagine del modello 3D del polline (scattata dal Dr. Limi Mao, prodotto sviluppato dal Dr. Oliver Wilson)   La dimensione del polline varia da pochi micron a più di duecento micron, un valore che va oltre la risoluzione dell'osservazione visiva e richiede l'uso di un microscopio per l'osservazione e lo studio. Il polline è disponibile in un'ampia varietà di morfologie, comprese variazioni di dimensioni, forma, struttura della parete e ornamenti. L'ornamentazione del polline è una delle basi chiave per identificare e distinguere il polline. Tuttavia, la risoluzione del microscopio biologico ottico presenta limitazioni fisiche, è difficile osservare con precisione le differenze tra le diverse decorazioni del polline e non è possibile osservare nemmeno la decorazione di alcuni piccoli pollini. Pertanto, gli scienziati devono utilizzare un microscopio elettronico a scansione (SEM) ad alta risoluzione e ampia profondità di campo per ottenere un quadro chiaro delle caratteristiche morfologiche del polline. Nello studio del polline fossile è possibile identificare le piante specifiche a cui il polline appartiene, così da comprendere con maggiore precisione le informazioni vegetazionali, ambientali e climatiche dell'epoca.     La microstruttura del polline   Recentemente,  i ricercatori hanno utilizzato il filamento di tungsteno CIQTEK SEM3100 e il CIQTEK Field Emission SEM5000 per osservare al microscopio una varietà di pollini .  Fig. 2 Filamento di tungsteno CIQTEK SEM3100 ed emissione di campo SEM5000   1. Fiore di ciliegio Granuli pollinici sferici-oblunghi. Con tre solchi porosi (senza polline trattato i pori non sono evidenti), i solchi raggiungono entrambi i poli. Parete esterna co...

Le microsfere espandibili, piccole sfere termoplastiche incapsulate con gas, sono costituite da un guscio di polimero termoplastico e da un gas alcano liquido incapsulato. Quando le microsfere vengono riscaldate, il guscio si ammorbidisce e la pressione dell'aria interna aumenta notevolmente, provocando un'enorme espansione delle microsfere fino a 60 volte il loro volume originale, conferendo loro la doppia funzione di riempitivo leggero e agente espandente. Essendo un riempitivo leggero, le microsfere espandibili possono ridurre notevolmente il peso dei prodotti con densità molto bassa e la misurazione della loro densità è molto importante.   Figura 1 Microsfere espandibili    Principio del tester di densità reale serie EASY-G 1330 Il tester di densità reale serie EASY-G 1330 si basa sul principio di Archimede, utilizzando gas di piccolo diametro molecolare come sonda e l'equazione di stato del gas ideale PV=nRT per calcolare il volume di gas scaricato dal materiale in determinate condizioni di temperatura e pressione, in modo da determinare la vera densità del materiale. Il gas di piccolo diametro molecolare può essere utilizzato come azoto o elio, poiché l'elio ha il diametro molecolare più piccolo ed è un gas inerte stabile, che non reagisce facilmente con il campione mediante adsorbimento, quindi l'elio è generalmente raccomandato come gas sostitutivo.    Vantaggi del tester di densità reale serie EASY-G 1330 Il tester di densità reale serie EASY-G 1330 utilizza il gas come sonda, che non danneggerà il campione di prova e il campione può essere riciclato direttamente; e nel processo di test, il gas non reagirà con il campione e non causerà corrosione all'apparecchiatura, quindi il fattore di sicurezza del processo di utilizzo è elevato; inoltre, il gas ha caratteristiche di facile diffusione, buona permeabilità e buona stabilità, che possono penetrare più rapidamente nei pori interni del materiale e rendere i risultati del test più accurati.   Procedura sperimentale   ①Riscaldamento: aprire la valvola principale della bombola e il tavolo di riduzione della pressione, accendere l'interruttore di alimentazione almeno mezz'ora prima, pressione di uscita del tavolo di riduzione della pressione del gas: 0,4 ± 0,02 MPa;   ②Calibrazione dello strumento: prima dell'inizio dell'esperimento, calibrare lo strumento con sfere d'acciaio standard per garantire che il volume delle sfere d'acciaio testate in tutte le tubazioni dell'apparecchiatura rientri nel valore standard prima di iniziare l'esperimento;   ③Determinazione del volume della provetta campione: installare la provetta campione vuota nella cavità dello strumento e serrarla, impostare il software, determinare il volume della provetta campione e registrare il volume corrispondente della provetta campione alla fine dell'esperimento;   ④Pesata del campione: per ridurre l'errore del test, è necessario pesare il maggior numero di campioni possibile. ...

Recentemente, i prezzi globali del petrolio sono aumentati notevolmente e il settore delle energie rinnovabili, rappresentato dalla produzione di energia solare fotovoltaica (PV), ha ricevuto ampia attenzione. In quanto componente centrale della produzione di energia fotovoltaica, le prospettive di sviluppo e il valore di mercato delle celle solari fotovoltaiche sono al centro dell'attenzione. Nel mercato globale delle batterie, le celle fotovoltaiche rappresentano circa il 27%[1]. Il microscopio elettronico a scansione svolge un ruolo importante nel migliorare il processo di produzione e la relativa ricerca delle celle fotovoltaiche.     La cella fotovoltaica è un sottile foglio di semiconduttore optoelettronico che converte l'energia solare direttamente in energia elettrica. Le attuali celle fotovoltaiche commerciali prodotte in serie sono principalmente celle in silicio, che si dividono in celle in silicio monocristallino, celle in silicio policristallino e celle in silicio amorfo.     Metodi di testurizzazione superficiale per il miglioramento dell'efficienza delle celle solari   Nell'attuale processo di produzione delle celle fotovoltaiche, al fine di migliorare ulteriormente l'efficienza di conversione energetica, sulla superficie della cella viene solitamente realizzata una speciale struttura testurizzata e tali celle sono chiamate celle "non riflettenti". Nello specifico, la struttura strutturata sulla superficie di queste celle solari migliora l'assorbimento della luce aumentando il numero di riflessioni della luce irradiata sulla superficie del wafer di silicio, il che non solo riduce la riflettività della superficie, ma crea anche trappole di luce all'interno della cella, aumentando così in modo significativo l’efficienza di conversione delle celle solari, il che è importante per migliorare l’efficienza e ridurre il costo delle celle fotovoltaiche in silicio esistenti[2].     Confronto tra superficie piana e superficie con struttura piramidale Rispetto ad una superficie piana, un wafer di silicio con struttura piramidale ha una maggiore probabilità che la luce riflessa dalla luce incidente agisca nuovamente sulla superficie del wafer anziché riflettersi direttamente nell'aria, aumentando così il numero di luce diffusa e riflesso sulla superficie della struttura, consentendo l'assorbimento di più fotoni e fornendo più coppie elettrone-lacuna.    Percorsi luminosi per diversi angoli di incidenza della luce che colpiscono la struttura piramidale   I metodi comunemente utilizzati per la testurizzazione superficiale includono l'attacco chimico, l'attacco con ioni reattivi, la fotolitografia e la scanalatura meccanica. Tra questi, il metodo dell'attacco chimico è ampiamente utilizzato nel settore a causa del suo basso costo, dell'elevata produttività e del metodo semplice [3] . Per le celle fotovoltaiche in silicio monocristallino, l'attacco anisotropo prodotto dalla soluzione alcalina s...

La polvere farmaceutica è la parte principale della maggior parte delle formulazioni farmaceutiche e la sua efficacia dipende non solo dal tipo di farmaco, ma anche in larga misura dalle proprietà della polvere che costituisce l'agente, comprese dimensione delle particelle, forma, proprietà superficiali e altri tipi di parametri. L'area superficiale specifica e la struttura della dimensione dei pori delle polveri farmaceutiche sono correlate alle proprietà delle particelle di polvere come dimensione delle particelle, igroscopicità, solubilità, dissoluzione e compattazione, che svolgono un ruolo importante nelle capacità di purificazione, lavorazione, miscelazione, produzione e confezionamento di prodotti farmaceutici.   Inoltre, la validità, il tasso di dissoluzione, la biodisponibilità e l’efficacia dei farmaci dipendono anche dalla superficie specifica del materiale. In generale, maggiore è la superficie specifica delle polveri farmaceutiche entro un certo intervallo, più veloce sarà la dissoluzione e la velocità di dissoluzione corrispondentemente accelerata, il che garantisce la distribuzione uniforme del contenuto del farmaco; tuttavia, un'area superficiale specifica troppo grande porterà all'adsorbimento di più acqua, il che non favorisce la conservazione e la stabilità dell'efficacia del farmaco. Pertanto, test accurati, rapidi ed efficaci della superficie specifica delle polveri farmaceutiche sono sempre stati una parte indispensabile e critica della ricerca farmaceutica.   Caso di studio dell'applicazione CIQTEK nella polvere farmaceutica   Combiniamo i casi reali di caratterizzazione di diversi materiali in polvere di farmaci per mostrare chiaramente i metodi e l'applicabilità di questa tecnologia per caratterizzare le proprietà fisiche delle diverse superfici dei farmaci, quindi effettuiamo alcune analisi di base sulla data di scadenza, sul tasso di dissoluzione e sull'efficacia dei farmaci, e aiutare l'industria farmaceutica a svilupparsi con alta qualità.    L'analizzatore specifico di superficie e dimensione dei pori della serie V-Sorb X800 è uno strumento ad alta produttività, veloce ed economico, in grado di realizzare test rapidi su aree superficiali specifiche di prodotti finiti in entrata e in uscita, analisi della distribuzione delle dimensioni dei pori, controllo di qualità, regolazione dei parametri di processo e previsione delle prestazioni dei farmaci, ecc.   Analizzatore automatico di superficie e porosimetria BET serie CIQTEK EASY-V     SEM CIQTEK   1、Microscopio elettronico a scansione e analizzatore specifico di superficie e dimensione dei pori in dispersione di montmorillonite   La montmorillonite si ottiene dalla purificazione e dalla lavorazione della bentonite, che presenta vantaggi unici in farmacologia grazie alla sua speciale struttura cristallina con buona capacità di adsorbimento, capacità di scambio cationico e capacità di assorbimento d'acqua e rigonfiamento....

I materiali metallici sono materiali con proprietà come lucentezza, duttilità, facile conduttività e trasferimento di calore. Viene generalmente diviso in due tipologie: metalli ferrosi e metalli non ferrosi. I metalli ferrosi includono ferro, cromo, manganese, ecc. Finora, ferro e acciaio dominano ancora nella composizione delle materie prime industriali. Molte aziende siderurgiche e istituti di ricerca utilizzano i vantaggi unici del SEM per risolvere i problemi incontrati nella produzione e per assistere nella ricerca e nello sviluppo di nuovi prodotti. La microscopia elettronica a scansione con i relativi accessori è diventata uno strumento favorevole per l'industria siderurgica e metallurgica per condurre ricerche e identificare problemi nel processo di produzione. Con l'aumento della risoluzione e dell'automazione del SEM, l'applicazione del SEM nell'analisi e caratterizzazione dei materiali sta diventando sempre più diffusa.   L'analisi dei fallimenti è una nuova disciplina che negli ultimi anni è stata resa popolare dalle imprese militari per la ricerca di studiosi e imprese. Il guasto delle parti metalliche può portare al degrado delle prestazioni del pezzo in lavorazione in casi minori e a incidenti mortali in casi gravi. Individuare le cause del fallimento attraverso l’analisi dei guasti e proporre misure di miglioramento efficaci sono passaggi essenziali per garantire il funzionamento sicuro del progetto. Pertanto, sfruttare appieno i vantaggi della microscopia elettronica a scansione darà un grande contributo al progresso dell’industria dei materiali metallici.     01 Osservazione al microscopio elettronico della frattura da trazione di parti metalliche        La frattura si verifica sempre nella parte più debole del tessuto metallico e registra molte informazioni preziose sull'intero processo di frattura, quindi l'osservazione e lo studio della frattura sono sempre stati enfatizzati nello studio della frattura. L'analisi morfologica della frattura viene utilizzata per studiare alcuni problemi fondamentali che portano alla frattura del materiale, come la causa della frattura, la natura della frattura e la modalità di frattura. Se vogliamo studiare in profondità il meccanismo di frattura del materiale, solitamente dobbiamo analizzare la composizione della microarea sulla superficie della frattura, e l'analisi della frattura è ormai diventata uno strumento importante per l'analisi dei guasti dei componenti metallici.     Fig. 1 Morfologia della frattura da trazione al microscopio elettronico a scansione CIQTEK SEM3100   A seconda della natura della frattura, la frattura può essere ampiamente classificata in frattura fragile e frattura plastica. La superficie di frattura della frattura fragile è solitamente perpendicolare allo stress di trazione e la frattura fragile è costituita da una superficie cristallina lucida dal punto di vista macroscopico; la frattura plastica è solitamente...

Riesci a immaginare un disco rigido di un laptop delle dimensioni di un chicco di riso? Skyrmion, una misteriosa struttura quasiparticellare nel campo magnetico, potrebbe trasformare questa idea apparentemente impensabile in realtà, con più spazio di archiviazione e velocità di trasferimento dati più elevate per questo "chicco di riso. Allora come osservare questa strana struttura particellare? Il CIQTEK Quantum Diamond Atomic Il Force Microscope (QDAFM), basato sul centro di azoto vacante (NV) nell'imaging a scansione di diamanti e AFM, può dirti la risposta.     Cos'è Skyrmion   Con il rapido sviluppo di circuiti integrati su larga scala, il processo dei chip su scala nanometrica, l'effetto quantistico viene gradualmente evidenziato e la "Legge di Moore" incontra limiti fisici. Allo stesso tempo, con una densità così elevata di componenti elettronici integrati nel chip, il problema della dissipazione termica è diventato una sfida enorme. Le persone hanno urgentemente bisogno di una nuova tecnologia per superare il collo di bottiglia e promuovere lo sviluppo sostenibile dei circuiti integrati.   I dispositivi spintronici possono raggiungere una maggiore efficienza nell’archiviazione, nel trasferimento e nell’elaborazione delle informazioni sfruttando le proprietà di spin degli elettroni, che è un modo importante per superare il dilemma di cui sopra. Negli ultimi anni si prevede che le proprietà topologiche nelle strutture magnetiche e le relative applicazioni diventeranno i portatori di informazioni dei dispositivi spintronici di prossima generazione, che è uno degli attuali punti caldi della ricerca in questo campo.   Lo skyrmion (di seguito denominato skyrmion magnetico) è una struttura di spin topologicamente protetta con proprietà quasiparticellari e, essendo un tipo speciale di parete del dominio magnetico, la sua struttura è una distribuzione di magnetizzazione con vortici. Similmente alla parete del dominio magnetico, c'è anche un'inversione del momento magnetico nello skyrmion, ma a differenza della parete del dominio, lo skyrmion è una struttura a vortice e l'inversione del momento magnetico è dal centro verso l'esterno, e quelli comuni sono di tipo Bloch skyrmion e skyrmion di tipo Neel.   Figura 1:  diagramma schematico della struttura di Skyrmion. (a) Skyrmion di tipo Neel (b) Skyrmion di tipo Bloch   Lo skyrmion è un portatore di informazioni naturale con proprietà superiori come facile manipolazione, facile stabilità, dimensioni ridotte e velocità di guida elevata. Pertanto, si prevede che i dispositivi elettronici basati sugli skyrmion soddisfino i requisiti prestazionali dei dispositivi futuri in termini di non volatile, alta capacità, alta velocità e basso consumo energetico.   Quali sono le applicazioni di Skyrmions   Memoria dell'ippodromo di Skyrmion La memoria delle piste utilizza nanofili magnetici come tracce e pareti dei domini magnetici come trasportatori, con la corrente...