用二合一解決方案進(jìn)行清潔度分析

在本文中，我們研究了如何利用二合一材料分析解決方案，并結(jié)合光學(xué)顯微鏡和激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）開展整體高效、經(jīng)濟(jì)的清潔度分析工作。技術(shù)清潔度會(huì)顯著影響汽車和電子行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。二合一激光材料分析解決方案能同時(shí)提供顆粒圖像和成分?jǐn)?shù)據(jù)，因此可縮短清潔度分析的時(shí)間。此外，顆粒污染源也更易于清除。

介紹

在汽車和運(yùn)輸、電子、藥品以及醫(yī)療器械行業(yè)，產(chǎn)品及其組件的性能和使用壽命很容易受到污染物的影響。產(chǎn)品中的各種外來(lái)物會(huì)導(dǎo)致各種損害，取決于其顆粒的物理性質(zhì)（形狀、硬度等）。因此這些行業(yè)通常都對(duì)技術(shù)清潔度設(shè)有國(guó)際和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)也就不足為奇了，比如汽車行業(yè)的VDA 19和ISO 16232標(biāo)準(zhǔn)[1-3]。每一年，這些清潔度標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)更加嚴(yán)格，公差在不斷變小。
 

清潔度分析的工作流程涉及多種儀器設(shè)備，從顆粒提取到自動(dòng)顆粒特性鑒定和分類，取決于特定產(chǎn)品的用戶需求。一般說(shuō)來(lái)，顆粒特性鑒定普遍采用光學(xué)成像方法[4-9]。而為了更加方便地確定污染源，顆粒的快速化學(xué)/元素分析則更有優(yōu)勢(shì)。
 

二合一解決方案，比如徠卡顯微系統(tǒng)DM6 M LIBS材料分析解決方案（參見圖1）[10,11]，結(jié)合了光學(xué)顯微鏡（視覺(jué)分析）和激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）（化學(xué)分析）。為高效完成清潔度分析，大家對(duì)二合一激光材料分析解決方案相較于掃描電子顯微鏡（SEM）和能量色散譜（EDS）等其他方式的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了討論。

圖1：DM6 M LIBS解決方案支持同步開展光學(xué)顯微鏡和LIBS（激光誘導(dǎo)擊穿光譜）清潔度分析。視覺(jué)和化學(xué)分析工作流程搭載這種二合一解決方案后，能減少工作人員找出污染源所耗費(fèi)的時(shí)間和精力。


LIBS是什么？

LIBS是激光誘導(dǎo)擊穿光譜的縮寫。LIBS的基本原理和操作已在之前的報(bào)告中說(shuō)明[11]。
 

改善技術(shù)清潔度的終極目標(biāo)是找出并消除污染源。二合一解決方案簡(jiǎn)化了清潔度分析工作流程，便于以更少的時(shí)間和精力找出污染源。

不同于SEM/EDS分析，2合1解決方案時(shí)具備以下優(yōu)點(diǎn)：

• 無(wú)需制備樣品；
• 無(wú)需在設(shè)備間轉(zhuǎn)移樣品；
• 無(wú)需將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到過(guò)濾器并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整；
• 不用浪費(fèi)時(shí)間等待真空環(huán)境（分析始終在大氣條件下在空氣中進(jìn)行）

下方的圖2對(duì)比了使用二合一解決方案和SEM/EDS進(jìn)行清潔度分析工作流程的差異。


清潔度分析工作流程二合一解決方案 vs 光鏡+電鏡
 

圖2：DM6 M LIBS充分結(jié)合了光學(xué)顯微鏡（OM）和LIBS的優(yōu)勢(shì)，這類二合一解決方案可用于快速找出污染源。


二合一解決方案：顆粒成像和成分分析

下方圖3展示了使用徠卡顯微系統(tǒng)的DM6 M LIBS解決方案對(duì)過(guò)濾器上的顆粒進(jìn)行視覺(jué)和化學(xué)分析的示例。

圖3：使用DM6 M LIBS二合一解決方案進(jìn)行清潔度分析：A)對(duì)過(guò)濾器上的一個(gè)顆粒進(jìn)行檢測(cè)、計(jì)算和測(cè)量；B)如果顆粒為金屬，使用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)對(duì)比法可以看到顆粒的反射；C)使用LIBS，對(duì)過(guò)濾器上檢測(cè)到的顆粒進(jìn)行激光打靶（紅十字準(zhǔn)星）；D)LIBS的元素譜清楚顯示顆粒的成分是鋁（Al）。


高效的整體技術(shù)清潔度工作流程

在整體清潔度工作流程中，通常要用到來(lái)自不同供應(yīng)商的多種儀器設(shè)備進(jìn)行顆粒提取和分析。從顆粒提取到分析的整個(gè)工作流程使用“單一來(lái)源”的清潔度解決方案會(huì)更加方便。
 

徠卡顯微系統(tǒng)和Pall攜手為汽車和運(yùn)輸行業(yè)提供了一項(xiàng)獨(dú)特的整體清潔度解決方案[12]。下方圖4展示了使用Pall的清洗柜和徠卡顯微系統(tǒng)的DM6 M LIBS二合一解決方案的整體清潔度工作流程。
 

整體解決方案的優(yōu)勢(shì)是更易于實(shí)現(xiàn)清潔度分析的最終目標(biāo)：

• 確定顆粒導(dǎo)致?lián)p害的可能性，
• 對(duì)于可能嚴(yán)重威脅產(chǎn)品性能和使用壽命的顆粒，找出并消除污染源。

圖4：用于汽車行業(yè)、遵守VDA19的高效整體清潔度工作流程：從提取并保存過(guò)濾器上的顆粒（Pall的清洗柜）到視覺(jué)和化學(xué)分析（徠卡顯微系統(tǒng)的DM6 M LIBS二合一解決方案）。目標(biāo)是更加快速地找出危險(xiǎn)顆粒的來(lái)源并加以清除。


小結(jié)

本文介紹了將光學(xué)顯微鏡和激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）化學(xué)分析相結(jié)合、高效進(jìn)行清潔度分析的二合一材料分析解決方案的優(yōu)勢(shì)。
 

清潔度分析對(duì)于多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的多種產(chǎn)品都非常重要，如運(yùn)輸、電子和制藥業(yè)。通常情況下，用于清潔度分析的時(shí)間和預(yù)算都是有限的，但取得可靠的結(jié)果和保證產(chǎn)品質(zhì)量始終至關(guān)重要。
 

DM6 M LIBS材料分析系統(tǒng)便是一種二合一解決方案。它僅用一臺(tái)設(shè)備就提供了快速準(zhǔn)確的視覺(jué)和化學(xué)分析，無(wú)需樣品制備及設(shè)備間轉(zhuǎn)移，樣品在整個(gè)分析期間都處在適宜的環(huán)境條件下。與SEM/EDS方法相比，二合一解決方案更便于找出危險(xiǎn)顆粒的污染源。用戶可利用這些優(yōu)勢(shì)快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行清潔度分析。
 

了解更多：徠卡顯微