使用立体显微镜防止损坏纳斯卡引擎

在2014年夏，在发动机组装过程雪佛兰NASCAR发动机生产者欧内哈特柴尔德里斯赛车（ECR）见证受损活塞本的各种实例。在活塞裙深刮痕被发现旋转其中活塞被耦合到其相应的发动机汽缸块组件的测量之后。

工程师们发现，由于发动机生产过程中对单个部件和组件的清洗过程，赛车发动机的性能和可靠性有所下降。微米级的异物碎片在活塞裙上造成了很深的划痕，损坏了几组纳斯卡杯系列活塞。这些划痕在机加工过的地面上形成了小而尖锐的毛刺，并通过专利裙涂层划痕到铝基板上，使活塞无法使用。

解决方案

ZEISS立体声Discovery.V20使用PlanApo S 0.63倍物镜，放大率高达95倍，对损坏的活塞进行初步调查。立体声发现的使用。V20立体显微镜使工程师能够识别活塞裙上的各种感兴趣区域(roi)。

在一些较大的划痕区域，以及在活塞长度范围内存在明显划痕的区域，可以确定roi。图1给出了垂直裙边刮痕的宏观图像，表明刮痕出现在活塞装配过程中，其中活塞在各自的气缸内径进行轴向运动。

图1所示。的发动机活塞裙损坏概览图像

将活塞装在大虎钳中，定位在电动光学显微镜台上，在AxioVision软件中对零件坐标进行标定。在活塞上使用三个相对平面的加工特征，作为校准的基准标记。

随后是正常并将其映像对rois成像，并将其保存为.zvi格式文件，该文件保存参数，包括坐标和播出的频率和倍率，从Zeiss提供独特的相关显微镜解决方案。

配备布鲁克X闪存6/30能量色散X射线（EDX）检测器和二次电子的ZEISS EVO MA25扫描电子显微镜（SEM），高清晰度背散射电子（HDBSE）允许那些ROI的进一步分析非破坏性。阶段移入SEM，其中SEM阶段使用的AxioVision软件的三个参考特征校准。

保存为。zvi图像文件的ROIs在将活塞放入SEM进行后续区域分析后迅速被召回，这些区域最初是由立体显微镜确定的。

在探测器上定位电子枪后，由于对成分变化的敏感性，hdse成像有助于确定嵌入的外来粒子。欧洲杯猜球平台较轻的原子元素显得较暗，较重的元素显得较轻(图2)。

图2。嵌入粒子的HDBSE图像，测量98μmX44μm

外国粒子的构成以及周围的基质决定使用SEM谱探测器用于比较(图3欧洲杯猜球平台和4)。使用元素的映射功能,EDX探测器进一步分析另一个粒子和周边地区,以此向投资者证实其根本不存在的氧化铝(图5和6)。

图3。粒子EDX谱显示Al和O峰

图4。铝合金基体的EDX光谱比较

图5。SEM HDBSE在分数标记终端（黄色概述区域）处的尖锐多面Al2O3粒子的图像。（暗面面积是碳富裙涂层）。

图6。颗粒和周围区域，用Al＆O拟合粒子轮廓的EDX映射。

好处

以下是所采用的解决方案的优点:

• 梭和在光线和电子显微镜之间找到更快的部分导航到罗伊斯并桥接宏观和微观分析的差距
• 大腔室的EVO MA25不需要部分切片，节省时间，在其他情况下，良好的组件
• 在光学显微镜和SEM图像的覆盖物也做，将提供另一种独特的分析透视
• 校准上部分特征进行作为基准标记与那些通常在由于零件尺寸相关的样品架
• EDX定性和定量分析确定了异物的组成，从而便于来源鉴定
• 多粒子组合物的分析启用更快根源确定

结论

指某东西的用途航天飞机和查找相关显微镜与传统的手动扫描电镜导航相比，减少了使用SteREO Discovery预定roi的时间。V20。这种时间的减少导致了纠正措施在生产环境中的快速实施。

此外，使用的的EVO MA25类SEM和它的大腔室，可以处理在8" 的部分的高度和11" 部分直径的启用整个4" +直径而不切片活塞的分析，节省大致所需ROI分析4560min涉及切片。

在相对低的放大率下，通过SEM通过二次电子然后HDBSE成像快速识别出几种嵌入的颗粒30-100μm。欧洲杯猜球平台HDBSE成像区分颗粒，活塞涂层和铝基衬底的元素变化，然后随后被授权和测量以确定它们的组合物使用EDX。欧洲杯猜球平台

该数据用于进一步研究发动机组装过程。设计师发现的是污染的来源是由al组成的苏格兰菌斑垫₂O._3.用于发动机缸体清洗的磨料。取消使用Scotch-Brite卫生巾的结果是零复发，因此节省了相当多的时间和金钱。

此信息已采购，从Carl Zeiss Microscopy GmbH提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩

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