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锂电池隔膜对扫描电镜的配置需求

2016-06-30 14:53:50 1197  浏览
  •       Z近准备购买一台扫描电镜用于锂电池隔膜的拍照,但是对配置需求不是很清楚,特请教各位大神,谢谢。

          1.发现很多主机有分低真空和高真空, 但是低真空的贵很多,所以不要低真空系统,有没有影响?

           2.听说能谱仪是做成分分析的,但是具体不太清楚,我们只是做形貌的拍照,是否需要这个?

           3.喷金能防止荷电效应,如果不要,清晰度有无影响?

           4.不用背散射电子,只采用二次电子成像可以满足锂电池隔膜的成像?5.加速电压通常选用多少KV,Z高30KV是否能用到?

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  • 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 2016-06-30 16:06:52
    若你需要非喷金观测,需要的是低电压性能锂电池隔膜不是高分子化合物吗?不需要能谱,也打不出啥东西,除非你做负载喷金会容易看很多,但是喷金得控制好条件,要不然隔膜会热损伤;不喷金很难看,很费力锂电池隔膜就是靠二次电子探头成像锂电池隔膜1kv加速电压都嫌高(不喷金的情况下),你还问30kv够不够,直接打变形!喷金观察用钨灯丝可以勉强解决,有钱还是上场发射吧,Z好还是中高端的!

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热门问答

锂电池隔膜对扫描电镜的配置需求

      Z近准备购买一台扫描电镜用于锂电池隔膜的拍照,但是对配置需求不是很清楚,特请教各位大神,谢谢。

      1.发现很多主机有分低真空和高真空, 但是低真空的贵很多,所以不要低真空系统,有没有影响?

       2.听说能谱仪是做成分分析的,但是具体不太清楚,我们只是做形貌的拍照,是否需要这个?

       3.喷金能防止荷电效应,如果不要,清晰度有无影响?

       4.不用背散射电子,只采用二次电子成像可以满足锂电池隔膜的成像?5.加速电压通常选用多少KV,Z高30KV是否能用到?

2016-06-30 14:53:50 1197 1
锂电池隔膜透气度测定仪

锂电隔膜是锂电池中关键材料,隔膜的性能直接影响电池容量、循环及安全性。隔膜中,“透气性”是其较重要的性能参数之一。准确测量隔膜透气度是每个电池隔膜生产厂家控制隔膜质量的重要任务。

目前,锂电隔膜生产、质量检测执行国家标准:GB/T36363-2018锂离子电池用聚烯烃隔膜。该标准对透气度有严格的定义:在测试温湿度、常压环境中,测试仪器施加1.21kPa压力下,100ml空气通过面积为6.45cm2隔膜所需的时间。其中,施加的1.21kPa压力为恒定压力,所通过的6.45cm2面积为固定面积。

型号PB-03透气度测试仪是测量电池隔膜透气度的理想仪器。该仪器是济南赛成电子科技有限公司研发生产的新一代智能透气度检测仪。其工作原理如下:将试样放在中心开孔为6.45cm2上下两测量面间,夹紧试样,调节压力差为1.21kPa的压力空气流过试样,计算100ml空气流过试样所需时间。

产品特征

全自动测定透过样品的气体体积,告别传统手动滑筒式气体体积测定方法

全自动高精度压力控制技术,压力精度优于0.01kPa

试验压力可通过软件自由设定

单独三套测试腔,单次试验可完成三个样品测试

气动夹紧试样,省时省力,夹紧力度一致,密封更佳

核心传感器及气动控制系统均来源于大部分国家知名厂商,故障率低、使用寿命长

具有测试环境温湿度自动检测功能,可自动记录测试条件

系统采用电子智能控制,整个试验过程自动完成

产品符合GMP多级权限

微型打印机,便条随时打印试验统计结果

支持s/100 mL、um/(Pa·s)多单位显示,适用不同标准检测要求

软件具有多级权限管理、审计追踪等功能(选配)

技术指标

测试范围:30 ~ 1500 s/100mL(其他范围可定制);0.1 ~ 4 um/(Pa·s)

体积分辨率:0.001 mL

体积精度:1%

压力范围:0 ~ 5 kPa

压力精度:0.01 kPa

测试腔:3套

试样尺寸:4 x 4 mm

试样厚度:0 ~ 5 mm

试样面积:6.45 cm2

气体规格:干燥气体 (气源用户自备)

试验压力:0.4 ~ 0.6 MPa

接口尺寸:Ф6 mm聚氨酯管

外形尺寸:300 mm (L) × 440 mm (W) × 350 mm (H)

电源:AC 220V 50Hz

净重:20 kg

济南赛成仪器一直致力于为大部分国家客户提供高性价比的整体解决方案,公司的核心宗旨就是持续创新,打造高精尖检测仪器,满足行业内不同客户的品控需求,期待与行业内的企事业单位增进交流和合作。

赛成仪器,赛出品质,成就未来!



2022-06-24 16:46:36 216 0
锂电池隔膜穿刺强度试验机

一、QJ210A锂电池隔膜穿刺强度试验机介绍:   

       锂电池隔膜穿刺强度试验机适用于无纺布、牛仔布、粘合衬、帆布、土工布、棉麻等织品专用的检测设备。

可用于刺破、拉伸强度、抗拉、剥离、剪切等等多种试验,可满足GB、ISO、JIS、ASTM、DIN、JG、JT、YB、

QB、YD、YY、QC、SY、SL、BB、HG等国际标准和行业标准。试验机有着强大的数控显示系统和微机控制处

理系统,液晶数控也可设定所需参数、曲线、位移、力值,所需参数能动态显示在液晶数显器上,全程数据采集

不分档,以进口伺服电机和台湾工机减速机,驱动滚珠丝杆使整个机台上下位移,平衡、平稳的特点大大加长了

试验机的使用寿命和使用效率;联接电脑实现全电脑控制并打印标准试验报告。


二、锂电池隔膜穿刺强度试验机技术参数:

1、 规格:QJ210A;

2、 精度等级: 0.5级;

3、 负荷:5KN (5KN以内力值任意换);

4、 有效测力范围:0.2/100-100/%;

5、 试验结果单位选择:gf、kgf、N、KN、LB;

6、 试验力分辨率,负荷50万码:内外不分档,且全程分辨率不变。

7、 有效试验宽度:150mm

8、 有效拉伸空间:800mm

9、 试验速度:0.01~500mm/min(任意调);

10、速度精度:示值的±0.5%以内;

11、位移测量精度:示值的±0.5%以内;

12、变形测量精度:示值的±0.5%以内;

13、采集感应方式:美国高精度传感器;

14、控制系统:日本松下全数字交流伺服控制器;

15、试台升降装置:快/慢两种速度控制,可调动;

16、试台安全保护装置:软件自动诊断、电子限位;

17、试台返回:手动可以速度返回试验初始位置,自动可在试验结束后自动返回;

18、超载保护:超过负荷10%时自动保护;

19、工装夹具配置:根据用户产品试样要求定制;

20、选配装置:品牌联想液晶电脑一套;HP彩色喷默打印机一套;

21、电源功: 200V 400W

22、尺寸:长590×宽355×高1640mm

23、主机重量:约85kg

三、锂电池隔膜穿刺强度试验机公司承诺:

1.购机前,我们专门派技术人员为您设计合适的流程和方案

2.购机后,将免费指派技术人员为您调试安装

3.整机保修一年,产品终身维护

4.常年供应设备的易损件及耗品确保试验机能长期使用

2020-08-11 09:49:43 688 0
有谁知道锂电池隔膜的检测方法,求解答!
 
2012-12-11 01:54:16 331 1
Apero2在锂电池隔膜及其涂覆层中的应用

电池隔膜起到离子通道作用,同时通过将电池正负极隔开,降低发生短路概率。传统液态锂离子电池中,隔膜材料吸收电解液后装配在正负极之间。充放电过程中,Li+需要经过隔膜在正负极之间发生迁移而导电。同时,隔膜能够防止两极直接接触发生短路,并且体系内部升温时隔膜闭孔能够阻隔离子传导,防止爆炸。


隔膜的结构与性能影响电池容量、循环及安全性等,优质的隔膜材料开发是提升锂电池性能的重要路径。


聚烯烃微孔膜是当下具备较优综合性能、并且已经大规模商业化的隔膜材料。聚烯烃能够提供良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能,是当下锂电隔膜主要的原材料。隔膜成品主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、PP 和 PE 复合材料。聚烯烃微孔膜性能良好,成本低廉,因此成为3C领域以及动力场景的主流产品。



图1  锂离子电池对隔膜材料的性能要求


微孔制备技术是隔膜制备工艺的核心,主要分为干法(单向和双向拉伸)和湿法工艺。干法单向拉伸技术工艺主要由美国Celgard 公司研发和掌握,当下在美国和日本十分成熟,干法包括单向与双向拉伸,干法双向则是由中国科学院化学所研究自主开,近年来被普遍采用。湿法工艺则最 早由日本旭化成提出,工艺难度大于干法,具备较高技术壁垒。湿法工艺生产的隔膜性能优势显著,相比干法更适合生产中高端动力电池产品,此外,湿法技术壁垒较高,因此具备更强的溢价能力。



图2:干法与湿法工艺比较,湿法隔膜具备性能优势


从显微学的角度考虑,要准确表征出隔膜孔隙大小、分布及其真实的形貌特征,不是一件轻松的事。对于聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)材料而言,电阻率高达7X1019Ω.cm,在高能量电子束的轰击下,入射电子束在表面没有导通路径,很容易在表面积累,形成静电势场,隔膜很容易被损伤,即使在磁控溅射导电膜时,也能发现隔膜出现断裂与融化等特征,破坏隔膜的真实形貌。为了得到隔膜的真实形貌,需要将加速电压降低至几十或几百伏,通常在E1和E2平衡点附近,以实现样品表面的电荷平衡。实际上,要寻找E1和E2平衡点(脆弱的平衡),对于常规的镜筒内探测器来说,比较吃力,会消耗一线操作人员大量时间,而且还得不到满意的结果。



图3 (左图)低加速电压下的电荷平衡示意图;(右图)场发射电镜Apero2镜筒内探测器示意图


场发射电镜Apero2在隔膜表征上,就显得非常轻松和优异,主要还是归功于探测器T1的设计。YAG材质T1探测器具有极高探测灵敏度,在低电压小束流的极端条件下,可以保证高信噪比。即使在不同的低加速电压下(50V、100V、200V、300V、400V……),T1探测器能能轻松抑 制隔膜绝缘带来的荷电效应,而且拥有很好的信噪比,在短时间内,就能得到一副高质量的隔膜显微图片。



图4干法单向拉伸隔膜的显微结构 ( T1探测器在不同加速电压下观察)



图4湿法隔膜的显微结构 ( T1探测器,非减速模式)


当下 PP、PE 等主流基材在接近熔点时均会因熔化而收缩变形,无法消除安全隐患,因此需要开发进一步提升热稳定性的材料。在聚烯烃隔膜上涂覆陶瓷等纳米材料或采用有机材料,使涂覆隔膜具备热稳定性高、热收缩低、与电解液浸润性高的优点,涂覆工艺日益受到重视。涂覆改性通过粘接剂将功能涂层粘附在隔膜表面,以提高其热稳定性。



图表 5 为勃姆石涂覆在聚乙烯基膜上的热稳定性测试,当温度加热到 170 度,隔膜已发生明显形变,涂覆膜几乎无收缩,涂覆工序可改善隔膜熔点低、安全性差的不足之处。


隔膜涂覆比例在 70%以上,已基本渗透主流电池厂,其中三元动力电池已基本全部采用隔膜涂覆技术,LFP 电池的涂覆比例在 60%左右。隔膜涂覆可分为水性涂覆和油性涂敷:水性涂敷一般应用于磷酸铁锂电池、小动力电池和储能电池等,涂覆隔膜可以保证基本的耐热性、透气性,但是粘结性、吸液性一般。由于成本驱动,具备性价比优势的水性涂覆工艺占据了约七成的涂覆市场。油性涂覆或油水混涂主要应用于高端三元或者消费电池,要求同时保证耐热性、吸液性、透气性、隔膜轻薄性,保障电池安全,主要是性能驱动。但相较于单独的水性涂覆价格高昂。



图6 隔膜涂覆材料种类


在涂覆材料中,以勃姆石、氧化铝为主要涂覆材料的无机涂覆较以 PVDF、芳纶为代表的有机涂覆和有机无机混合涂覆技术更加成熟,无机涂覆隔膜的可拉伸强度和热收缩率更好,同时降低锂电池的短路率,提高良品率及安全性,成本更低,经济可行性更好。我国锂电池无机涂覆材料占涂覆材料的比重达 90.32%。目前市场上在隔膜上涂覆结构的设计种类丰富1,可以满足不同电池要求。



图7 不同涂覆材料结构的设计和主要应用领域


备注1:单层涂覆无机物是在隔膜的一面涂上厚度在 2um 左右的陶瓷颗粒(勃姆石、氧化铝),为目前市场主流;单层涂覆有机物可选择的材料有 PVDF、芳纶、PMMA,目前应用比例较大为 PVDF。由于水会对几乎所有的正极材料造成损害,尤其是对高镍正极,锂溶出很厉害,会导致浆料 PH 值升高和容量下降,涂覆时一般在隔膜靠近正极的一端涂覆有机物搭配油性溶剂,在隔膜靠近负极的一端涂覆无机物搭配水性溶剂;双层涂覆能防止无机物粉体脱落;混合涂覆是将陶瓷颗粒混合在 PVDF 熔融液中。


涂覆材料关键性能指标与锂电池的安全性等息息相关。无机涂覆材料评判标准中,纯度、磁性异物、中位粒径等为核心指标,其中磁性异物的控制影响锂电池自放电现象发生的概率,与电池的安全性能相关联,而中位粒径决定电池的充放电效率。有机涂覆材料评判标准中,粒子的分子量分布、结晶度、机械性能以及磁性异物含量为核心指标。无机涂覆材料中,勃姆石和氧化铝占据主要的市场,近年来勃姆石的份额不断提升,同时下游反馈部分电池厂在和车企做原材料变更认证,将勃姆石作为涂覆材料替代氧化铝,原因很简单,勃姆石在性能指标及成本上,有很大的优势。



图8 勃姆石与氧化铝的材料性能指标对比


勃姆石的面密度为 3.05g/m2,勃姆石的应用将显著降低陶瓷涂层的总重量和锂电池的制造成本。勃姆石比表面积为 5m2/g,同时勃姆石的水溶性 Na+的含量(0.002%)显著低于氧化铝(0.036%),可减少对水分的吸收,对锂电池的电化学性能的改善起到积极影响。勃姆石的3倍,勃姆石可降低陶瓷涂覆材料对涂覆设备的影响,进而降低设备损耗成本。此外,勃姆石涂覆的隔膜具备更高的拉伸强度、更优的断裂伸长性能、刺穿强度和剥离强度,同时也有更好的湿润性能,与电解液的亲液性能更优,吸液率2更高。


备注2:电解液是锂离子在正负极之前迁移的载体,电解液主要储存于隔膜的微孔间,隔膜的微孔所能储存的电解液的量称之为隔膜的吸液率。


利用Apero2的T1和T2探测器在设计上的优势,在隔膜涂覆层的表征上(不镀导电膜),同样有着优秀的表现。


图9 隔膜上的勃姆石涂覆层,颗粒分布窄,平均尺寸约1微米


图10 (左图)隔膜上的陶瓷和有机混合覆层,(右图)有机颗粒表面的纳米细节


图11 (左图)隔膜上的纳米陶瓷颗粒和有机混合涂覆物,(右图)隔膜上的纳米/微米的陶瓷颗粒+有机混合涂覆层


参考资料

1. Zhang L, Li X, Yang M, et al. High-safety separators for lithium-ion batteries and sodium-ion batteries: advances and perspective[J]. Energy Storage Materials, 2021, 41: 522-545.

2. Deimede V, Elmasides C. Separators for lithium‐ion batteries: a review on the production processes and recent developments[J]. Energy technology, 2015, 3(5): 453-468.

3. Orendorff C J. The role of separators in lithium-ion cell safety[J]. The Electrochemical society interface, 2012, 21(2): 61.

4. Zhang H, Zhou M Y, Lin C E, et al. Progress in polymeric separators for lithium ion batteries[J]. RSC advances, 2015, 5(109): 89848-89860

5. Venugopal G, Moore J, Howard J, et al. Characterization of microporous separators for lithium-ion batteries[J]. Journal of power sources, 1999, 77(1): 34-41.

6. Xiang H, Chen J, Li Z, et al. An inorganic membrane as a separator for lithium-ion battery[J]. Journal of Power Sources, 2011, 196(20): 8651-8655.

7. He M, Zhang X, Jiang K, et al. Pure inorganic separator for lithium ion batteries[J]. ACS applied materials & interfaces, 2015, 7(1): 738-742.

8. 孙美玲, 唐浩林, 潘牧. 动力锂离子电池隔膜的研究进展[J]. 材料导报, 2011, 25(9):

9. 刘会会, 柳邦威. 锂电池隔膜生产技术现状与研究进展[J]. 绝缘材料, 2014, 47(6): 1-5.

10. 宋建龙, 解华华, 刘俊, 等. 涂层改性锂离子电池隔膜研究进展[J]. 信息记录材料, 2015

11. 肖伟, 巩亚群, 王红, 等. 锂离子电池隔膜技术进展[J]. 储能科学与技术, 2016 (2):

12. Costa C M, Lee Y H, Kim J H, et al. Recent advances on separator membranes for lithium-ion battery applications: From porous membranes to solid electrolytes[J]. Energy Storage Materials, 2019, 22: 346-375.


2022-12-26 13:07:24 181 0
GB/T 36363-2018锂电池隔膜气体透过率测试方法及

锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能不错的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。 隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的,其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。因此锂离子电池隔膜的透气性能十分重要。

定义

透气度:在测试温湿度、常压环境中,测试仪器施加1.21kPa压力下,100mL空气通过面积为6.45cm2隔膜所需的时间。

测试方法

在膜卷上沿纵向相隔150mm截取隔膜3块,若隔膜宽度≧100mm时取试验大小为100mm×100mm,若隔膜宽度<100mm时取样大小为100mm×隔膜宽度。将隔膜置于适合范围的透气仪的测试头中进行透气度测试,取3次测试结果的平均值作为隔膜的透气度。

测试仪器

PB-03 透气度测试仪,采用体积法(王研式法)测试原理,专业适用于电池隔膜、透气膜及相关聚合物材料的气体渗透性能测试,也适用于卷烟纸及各种纸张的气体渗透性能测试。

测试原理

在实验室环境中,1.21kPa压力下,记录100mL测试气体通过特定面积的电池隔膜所需要的时间。

测试标准

该仪器符合多项国家和国际标准:ISO 5636、TAPPI T460、GB/T 36363-2018、GB/T 458-2008、GB/T 23227、GB/T 12655

产品特征

全自动测定透过样品的气体体积,告别传统手动滑筒式气体体积测定方法

全自动高精度压力控制技术,压力精度优于0.01kPa

试验压力可通过软件自由设定

单独三套测试腔,单次试验可完成三个样品测试

气动夹紧试样,省时省力,夹紧力度一致,密封更佳

核心传感器及气动控制系统均来源于大部分国家知名厂商,故障率低、使用寿命长

具有测试环境温湿度自动检测功能,可自动记录测试条件

系统采用电子智能控制,整个试验过程自动完成

产品符合GMP多级权限

微型打印机,便条随时打印试验统计结果

支持s/100 mL、um/(Pa·s)多单位显示,适用不同标准检测要求

软件具有多级权限管理、审计追踪等功能(选配)

济南赛成仪器一直致力于为大部分国家客户提供高性价比的整体解决方案,公司的核心宗旨就是持续创新,打造高精尖检测仪器,满足行业内不同客户的品控需求,期待与行业内的企事业单位增进交流和合作。

赛成仪器,赛出品质,成就未来!


2022-08-05 17:07:25 301 0
锂电池隔膜热缩试验仪RSY-03检测仪器介绍

    在锂电池生产过程中由于电解液对水分非常敏感,大多数厂家会在注液前进行85℃左右的烘烤,要求在这个温度下电池隔膜的尺寸也应该稳定,否则会造成电池在烘烤时,隔膜收缩过大,极片外露造成短路。

    因此,济南三泉中石实验仪器有限公司研发生产的锂电池隔膜热缩试验仪RSY-03来检测锂电池隔膜的热收缩率。


 

锂电池隔膜热缩试验仪


      锂电池隔膜热缩试验仪RSY-03检测仪器主要参数:

      仪器型号:RSY-03

      通用名称:热收缩性试验仪

      其他名称:锂电池隔膜热收缩率测试仪、电池隔膜纵向热缩试验仪、锂电池隔膜热收缩率检测仪等

       试样尺寸:≤140㎜×140㎜

       室温:—200℃

       控温精度:±0.3℃

       加热介质:油浴

       外形尺寸:360mm×440mm×320mm (长宽高)

       重量:14Kg

      环境温度:23±2℃

      相对湿度:50±5%RH 

      电源:220V,50Hz

     执行标准:GB/T 13519-2016 包装用聚乙烯热收缩薄膜 、ASTM D2732 塑料薄膜和薄板的自由线性热收缩率的标准试验方法

    标准配置:热缩试验仪主机、试样托盘、试样夹、导热油

    本检测仪器采用微电脑控制,PID温度控制,液体加热介质,温度控制精确,受热均匀,用于电池隔膜、热缩管、背板等材料在多种温度下进行热收缩性能及尺寸稳定性的jing准测试。





2019-11-29 09:11:01 378 0
豆角对水分有什么需求
 
2018-08-03 05:18:32 290 1
桃树对水分有什么需求
 
2018-08-03 07:06:16 251 1
扫描电镜对腐植酸表征
我想用扫描电镜对腐植酸表征,表征前应该如何处理样品?
2015-07-20 04:33:17 373 1
冶炼行业热处理行业对测温仪的需求
我想知道这些行业在对测温仪的需求,对低价的红外式的有需求还是高价的光纤式的
2013-07-28 00:35:33 353 2
ESBD技术是什么意思,似乎是扫描电镜上配置的
 
2011-10-18 21:16:23 649 2
锂离子高倍率电池对隔膜纸的要求
 
2015-01-12 17:33:19 328 2
锂电池隔膜用130度温度测试纵向热缩率是多少
 
2016-05-30 19:28:52 347 1
哪些公司对蓝宝石灯丝有需求
 
2015-01-06 05:26:28 234 1
分析消费新需求对空气净化器行业的影响
 
2016-06-20 06:29:56 381 1
智能家用电器的激增增加了对电镀组件的需求

的家用电器市场正在快速增长。这是因为许多国家的可支配收入水平提高了。然而家电市场也在变化;“智能”家用电器的广泛生产正在剧增。这为电镀行业者带来了福音,因为制造这些“智能”电器需要额外的电镀组件。日立分析仪器的Matt Kreiner在这里分享了他对这一增长机会以及正确实施质量控制流程重要性的想法。


是什么让设备变得智能?

通常,智能设备包含某种允许用户通过智能手机与之交互的功能,这种连接通常通过家庭WiFi进行。


这方面的例子还有:查看洗衣机在洗涤周期的具体步骤、检查洗碗机的盐是否用完,或者使用冰箱中内置的摄像头查看牛奶是否即将用完。


电器制造商为了能在竞争激烈的市场中脱颖而出,需创造新功能:通过电话控制电器的能力有望为消费者带来便利和易用性。各业主正陆续购买这项技术。


据估计,到2020年,全世界将安装超过4.7亿台智能家电,其中ZG占一半。这与2014年安装的100万台相比有大幅增加。


随着越来越多的制造商将智能技术融入其所制造的产品中,上述占比可能会继续增加。例如,预计智能洗衣机市场在未来5年将增长22%,到2020年安装台数将达到1.31亿。


该项技术的核心是将设备连接到家用WiFi的能力,这依赖于设备中包含的附加通信电子设备。这些电子设备将需要支撑它的电镀部件,如引脚、支架、线束和连接器,因而增加了对电镀连接器的需求。事实上,到2023年,连接器市场预计将达到804亿美元。


这些连接器和其他支撑部件通常都用浸镀或化学镀技术镀上金、镍、银或锡。这些技术都是电镀行业的既定技术,意味着电镀供应商可以利用市场上对连接器需求的增长,而无需投资采用新的电镀技术。

XRF提高了精确度和处理能力

XRF分析是测量沉积金属层镀层厚度的行业标准技术。保证正确的镀层厚度至关重要——若镀层厚度太薄,则底层材料有被腐蚀的危险,或者导致装饰用镀层不堪入目;若镀层厚度太厚,则会加大过程成本。


XRF设备的配置、校准、检测器类型和软件都会影响测量过程的准确性和速度。提高准确性和速度的一种最简单的方法是使用特制夹具。使用特制夹具可以确保您每次都将样品放在正确的位置,屏幕上的指南会使操作员更容易排列样品。从而快速轻松地安装和排列用于测量厚度的部件。


日立分析仪器拥有一系列XRF分析仪,适用于通用五金生产。

扫描上方二维码,获取有关XRF设备如何帮助您提高准确性和速度的更多信息。

2020-12-09 14:27:16 279 0
加速电压对扫描电镜成像的影响

       扫描电镜作为科研人必备“神器”,是迄今为止在物质结构研究中能给出的信息多、分辨本领高的大型分析仪器,通过入射电子轰击样品,激发和收集二次电子获得样品表面形貌像,以及通过特征X射线进行样品成分分析。在医学、材料学、生命科学等领域拥有广泛应用。其中,低电压高分辨力扫描电镜凭借快速、高质量、无畸变的大范围成像成为扫描电镜高端化的发展方向。

       传统扫描电镜在观察非导电样品时,需要在样品表面镀导电膜,从而对其进行观察,但导电膜会对样品表面形貌造成一定程度的掩盖,造成成像不清晰、偏差大、分析错误。降低电压,进而不通过镀导电膜层直接观察非导电样品,是减缓荷电效应的有效手段之一。但当电压降低到3kV以下后,会导致电子枪的亮度降低、色差增大,原来细聚焦的电子束“探针”的直径就会大幅增加,再一次造成图像分辨率严重降低。因此,低电压的同时具备高分辨力成为扫描电镜亟需突破的一道难题。

       在仪器测试使用时,加速电压(HV/ETH)为常用参数中调节最为普遍的一个。那么加速电压是如何影响成像的效果?本文将以常见样品的成像图结合简短的原理与大家共同分享扫描电镜成像中应如何调整加速电压。


入射电子影响范围

       加速电压越高,入射电子的能量能越高,在样品中可穿透和散射的范围越大,伴随着产生的信号范围也越大。如下图模拟,入射电子在1kV加速电压时,在硅中散射范围主要在20nm区域内;在5kV时,散射的主要范围扩大到300nm区域,因此5kV时二次电子可产生的范围从入射点扩大到数百纳米。


样品表面细节分辨

       由于加速电压增加,入射电子散射的范围增加,使得二次电子区域扩大,样品表面细节分辨率降低。如下图,在1kV条件下颗粒表面附着的碳纳米管比5kV条件下更加显著。因此对追求纳米级的表面细节分辨建议选择低电压比较合适。


辐射损伤

       有些样品易受辐射损伤,如有机高分子,金属有机框架,生物组织等。在实践发现,采用较低的加速电压(如5kV)拍一张图后,原地再拍一张即可,对比前后两张图有没有裂纹、收缩等。如下图,原地再拍一张后的样品前后图明显出现收缩,说明在此加速电压下样品受到了损伤,应当降低入射电子能量。 


       加速电压越高,携带能量越高,轰击损伤和热损伤都会增加。因此对于易受辐射损伤的样品建议使用较低电压。如下图,在1kV加速电压下,PMMA球体表面圆润饱满,在2kV球体出现了收缩的凹陷;在1kV下,MOF表面平滑,在2kV条件表面出现收缩。


非导电样品的荷电

       为避免非导电样品出现荷电影响成像效果,对于此类样品一般会在表面溅射一层几纳米厚的导电薄膜,如C,Au,Pt等,但对于有的样品效果也有限。出现荷电的直接体现为成像时明暗度明显失调或者出现条纹,根本原因在于电子输入和逸出的数量不平衡。如下图所示,在1kV时图像明暗度较均匀,在5kV时存在明显异常亮的荷电影响区域。


成像信噪比

       加速电压越高,入射电子携带的能量越高,因此轰击到样品产生的二次电子越多,信号越强,信噪比得到提高,成像直观感觉图像更清晰。如下图,5kV加速电压相对1kV成像视觉效果更为清楚。对于微米级的较大颗粒,在不追求表面细节时,提高加速电压有利于提高信噪比,获得成像效果更为清楚的图片。


FE-1050系列场发射电镜

       纳克微束场发射扫描电镜FE-1050系列得益于新一代电子光学镜筒,具备1.5nm(1kV)低电压高分辨的优越性能,即在1kV的低电压下实现快速、高质量、无畸变的大范围成像。


       FE-1050系列成像速度在同等条件下相比同类机型至少提高一个数量级,使扫描电镜从低像素“照相机”变成纳米“摄像机”。创新设计的高分辨率电子枪 模式,可对磁性样品、不导电样品以及电子束敏感样品的低电压成像量身订制解决方案;在样品导电性不佳的情况下,低电压能减缓样品的荷电效应,减轻图像上异常变亮、畸变、位移、模糊等情况,在观测生物样品时也可减少对样品造成的损伤。

       该机型硬件的高通量设计以及软件的集成性开发,开创了国产扫描电镜新设计、新用途、新采集模式,实现了扫描电镜变革性发展。


        作为70年央企钢研纳克(股票代码300797)的控股子公司,纳克微束潜心研发,主攻显微成像,为材料、半导体、生物医疗等研究和应用科学等领域提供综合显微成像解决方案。团队研发人员占比超过60%,通过十余年成熟的技术积淀及团队创新能力,在设计理念、关键环节、核心技术等方面超前布局,成为国内仪器公司中第 一梯队。

       本文部分内容转载自:中国科大理化科学实验中心

2023-02-14 18:18:36 359 0

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