欧洲杯足球竞彩材料表征能力在硅氏虫中是必不可少的®为了他们在开发新产品方面的角色,并协助客户的扩展和过程故障排除。多重表征技术允许硅片的科学家分析表面粘合机制,研究涂料,并对涂层的保护性能进行深入了解。
Silcotek技术人员还在日常QA / QC过程中使用特征工具,以确保所有涂料都满足硅胶质量标准,并满足客户的需求。最后,对于硅胶克斯客户来说并不罕见,要求用特定的基板或涂层部分要求表征有助于帮助。
除了内部特征能力,硅片还可以方便地进入宾夕法尼亚州立大学(PSU)的各种特征技术。这是对大学的主要校园和PSU与硅胶之间建立的学术/行业关系的身体障碍的结果。因此,硅片研发科学家是位于PSU的材料表征实验室(MCL)的许多表征仪器的认证用户。欧洲杯足球竞彩
本文旨在简要介绍通过PSU和内部的硅片可用的不同材料表征技术,并为客户提供一瞥可能性。欧洲杯足球竞彩
Silcotek的内部特征能力
X射线荧光(XFR)分析仪
每天孤立硅玺®收到需要涂层的数百家客户零件。这些部件中的大部分是不锈钢,这是用于硅片治疗的标准衬底。然而,存在少数物料与沉积过程不兼容,其是由于不均匀欧洲杯足球竞彩的膜生长,低熔点和/或基材材料的粘合性差。
这些包括锌,纯镍,铅,金,银,铜和铜合金,如蒙梭和黄铜。
硅片使用热科学X射线荧光(XRF)分析仪,以避免由不相容的基材引起的过程中断。这是一个非破坏性元素分析工具,其识别任何不熟悉的进入金属基材。
在XRF中,X射线光子在样品中撞击原子,并且这敲出了内壳电子。原子通过用外壳电子填充内壳中的空间来恢复稳定性。该过程释放荧光X射线,其能量等于内壳和外壳之间的结合能量差。
XRF可以确定样品中存在的元素及其相对浓度,因为样品中的每个元素发出其独特的荧光X射线光谱。
硅片XRF分析仪的标准检测范围将来自硫(S)的元素覆盖到铀(U)。在具有特异性定义的化学成分的样品中,例如,常见的金属合金等级,仪器还可以在几秒钟内按名称识别大多数样本类型。下面的图1显示了来自不锈钢316样品的XRF分析仪的示例输出。
XRF通过帮助识别衬底材料的金属类型,避免由基质不相容引起的问题,XRF益处Silcotek客户。
傅里叶变换红外光谱(FTIR)
FTIR使用宽带红外辐射作为激发源,以在气体,液体或固态中探测多种化学物质的分子结构。通过作为波长的函数的反射或变速器之后的光强度的变化来检测吸收的波长。
吸收波长对应于特定的化学键激发,并且可以用作粘合类型的签名指示剂和涉及各种振动的原子组。因此,可以关于所存在的功能组可以推导出存在的信息以及原子如何在分子中彼此连接。与限于结晶物质的衍射方法,FTIR可用于表征结晶和无定形材料。欧洲杯足球竞彩
Silcotek的热科学Nicolet FTIR仪器配备了标准,智能ITRNE(减弱了总反射率)和智能鼠尾草(镜面开孔放牧角度)采样配件。这使得能够以多功能形式的样本形式的传输和反射测量,包括液体,薄膜,颗粒和粉末等。硅胶技术人员定期使用FTIR技术来执行QA / QC职责,硅素科学家使用它来帮助在他们的研发项目中。
图2显示了典型的FTIR谱硅胶的Dursan.®涂层已在反射模式下采取。它表明Drsan的特征吸收峰对应于其组成官能团。FTIR是硅片生产船员使用的几种基本质量控制方法之一。
通过帮助识别任何有机污染物并确保涂层后的完整性,FTIR益处硅玺。
F20薄膜分析仪
硅片F20薄膜分析仪(由Filmetrics Inc.制造)是一个台式工具,可以配置为测量光学常数(n和k:折射率和消光系数),薄膜厚度(30埃至350mm)和透射率。硅片主要用作测量涂层厚度的准确,快速而无损的方式。
通过在各种波长上通过样品反射或透射光来测量薄膜厚度或者通过各种波长(硅胶通常使用反射模式)来测量薄膜厚度。当光与涂覆的样品相互作用时,它通过在涂层的下边界处的上部和一次的反射。这两个反射要么添加(称为相位并显示为峰值)或减去(被称为异相并显示为谷物)。
这取决于涂层的光的波长和厚度和光学性质(N和K)。如果已知光学性质和波长,则可以从测量中提取涂层的厚度。产生的反射光谱特征在于强度振荡。通常,涂层越厚(即两个反射波之间的光路径越长),将在给定波长范围内越多。
上面图3显示了来自F20涂层厚度测量的两个样品输出,并说明了振荡数量涉及膜厚度。F20测量校准到NIST可追踪的样本,并且还通过使用FIB / FESEM技术的直接横截面测量显示出优异的一致性。
F20通过提供涂层的厚度验证来利用硅玺。
表面接触角测量
接触角描述为液滴对其(通常是固相)接触表面的角度。在整个液滴中测量它,并且角度在固体表面和接触线附近的液体弯月面之间形成。
接触角表示表面到液体的润湿性,通常是水,并且接触角的值可以随液滴的体积而变化。如果其水接触角大于90°,则表面通常被称为“疏水性”,如果角度小于90°,则“亲水”。
推进接触角是随着液滴体积的增加产生的接触角。它感测表面性质的疏水部分,并且表示该表面上的最大角度值。用减小液滴体积产生的接触角称为后退接触角。它感测表面性质的亲水部分,并且表示该表面上的最小角度值。
前进和后退值之间的差异称为角度滞后,并且是表面“粘性”的测量。如果预期液滴将“滚动”表面,则需要低滞后。一般认为接触角滞后是由于表面粗糙度和/或异质性1。
表面粗糙度对润湿状态的影响通常可以通过两种模型描述:Cassie-Baxter和Wenzel。Wenzel模型描述了液体固体接触遵循粗糙表面的轮廓的情况,在总润湿温度状态下具有“粘性”的表面,即水滴倾向于将它们粘附到它们上,而不是相应的平坦表面。
在Cassie-Baxter模型中,在扁平固体顶部的复合表面和它们之间的平坦空气间隙上搁置的液滴更具能力良好,有效地桥接在表面特征的顶部。Cassie-Baxter模型之后的表面是“滑”,液体比在等效的平坦表面上更容易滚动。
Cassie-Baxter状态是超疏水应用中的优选状态,但两种状态可以从一个转换为另一个状态。实验已经证明,具有多个刻度粗糙度的表面有利于过渡到Cassie-Baxter状态,这允许容易地滚动水滴。下面的图4显示了讨论的润湿状态。
硅片有两个接触角分析仪器:KRÜSSK100张力计,提供较大区域的批量分析,以及推进和后退值,以及测量静态平衡接触角的Ramé-HART模型200焦仪。下面的图5显示了随着ramé-hart测角仪拍摄的接触角照片硅片涂料,演示表面粗糙度如何增加接触角。
Silcotek科学家依赖于疏水性和超疏水表面发育研究的接触角测量,其中设计的表面形貌可以在表面中产生极端的防水性。
接触角测量通过根据应用和确认表面粘合确保预期的表面疏水性/亲水性,使硅氏虫穴。
电化学阻抗光谱(EIS)
EIS是一种非常有用的,主要是非破坏性的工具,用于研究和评估保护涂层对金属基材的性能。测量提供有关涂布电容,涂层电阻,野蛮阻抗和双层电容的信息,这与涂层的性能和故障过程有关。
电阻抗是电路元件在施加电压时对电流流动的能力的测量。它可以被认为是交流电路中简单的“电阻”概念的延伸。阻抗是复杂的数量并且具有幅度和相位,与仅具有幅度的电阻。
EIS通过向其施加AC电位来测量电化学电池的电流响应。将其拟合到等同的电路模型允许分析获得的数据。良好的涂层对基础金属表现出优异的保护,显示出纯的电容性行为,并且通常在低频下显示非常高的阻抗。
下面的图6是理想的保护涂层的凸编图看起来像的一个例子4.。BODE图是呈现EIS测量结果的方式,具有奇异的X轴值(日志频率)和两个Y轴值(左图6:Y轴是欧姆中阻抗的幅度;图6右:Y轴是阻抗程度的相移)。
下面图7显示了a的EIS行为防护硅片Drsan涂料在5%NaCl溶液中。随着频率降低,阻抗幅度在直线(左)中稳定地增加,并且相位角保持低且扁平的近-90度(右)。这是理想保护涂层的行为的重要例子,如图6所示。
通过将溶液吸收到涂层中的纯电容涂层的降解如图8所示。涂层的溶液渗透为电化学系统添加电阻组分(溶液电阻),这导致阻抗幅度失去其线性特性斜率开始在大约100 Hz上变化。
相角连续地偏离理想-90度,这表明通过溶液和涂层下的电化学反应开始渗透涂层。
EIS通过提供涂层的腐蚀性能分析,帮助分析故障机制,使硅玺助理。
参考
- Y.元和T.李李,“接触角和润湿性能”,表面科学技术2013,DOI 10.1007 / 978-3-642-34243-1_1。欧洲杯线上买球
- P. Roach,N.J.Barcliffe和M. I.牛顿,“超疏水表面发展进展”,软质量2008,4,224。
- Y. Zuo,R.Pang,W.LI,J.P.P.Xiong和Y.汤,“EIS中高频域中的相位角变化的涂层性能评价”,腐蚀科学2008,50,3322。欧洲杯线上买球
- Gamry Instruments应用笔记“电化学阻抗谱的基础知识”。
- C. R. Brundle,C. A.埃文斯Jr.和S. Wilson,“材料表征百科全书:表面,界面,薄膜”,Butterw欧洲杯足球竞彩orth-Heinemann,1992。
此信息已采购,从硅片提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩
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