【概述】

離子濺射鍍膜在失效分析中的應(yīng)用

                        ——天澤智能TZZN-1000磁控濺射儀

對(duì)于離子濺射儀在失效分析中的應(yīng)用，好多老師總有種疑問，失效分析的大部分研究對(duì)象，主要是擁有導(dǎo)電性的金屬樣品，那樣品直接放在電鏡下觀察就可以了。沒有必要還要花費(fèi)時(shí)間和精力在用離子濺射儀給樣品鍍一層納米薄膜來增強(qiáng)導(dǎo)電性了。對(duì)于這種問題我們可以看以下的圖片就一目了然了。

失效分析的定義

一般的，狹義上的失效指的是機(jī)電產(chǎn)品喪失功能的現(xiàn)象，而失效分析則是分析診斷失效的模式、原因和機(jī)理，研究采取補(bǔ)救預(yù)測(cè)和預(yù)防措施的技術(shù)活動(dòng)和管理活動(dòng)，同時(shí)，與之相關(guān)的理論、技術(shù)和方法相交叉的綜合學(xué)科則稱之為失效學(xué)。

失效的分類

　　我們常說的失效從失效模式和失效機(jī)理上來說，一般按下述方法進(jìn)行分類：

　　1、斷裂失效：斷裂失效常分為韌性斷裂和脆性斷裂兩類，而脆性斷裂又分為低溫脆性斷裂、輻射脆化斷裂、氫損傷（氫脆）、應(yīng)力腐蝕、液態(tài)金屬脆化、液體侵蝕損傷、高溫應(yīng)力斷裂（即蠕變斷裂）、疲勞斷裂這幾種。

　　2、非斷裂失效：基本分為磨損失效、腐蝕失效、變形失效幾種，磨損失效一般包含磨粒磨損、粘著磨損兩種，腐蝕失效分為氧化腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種，變形時(shí)效分為彈性變形和塑性變形失效兩種。

3、復(fù)合失效機(jī)理，顧名思義就是多種失效機(jī)理綜合作用而成導(dǎo)致的失效，例如低周疲勞導(dǎo)致的斷裂即是韌性斷裂和疲勞斷裂兩種機(jī)理復(fù)合作用而成的，再如機(jī)件受高溫應(yīng)力+電化學(xué)腐蝕復(fù)合作用下，會(huì)出現(xiàn)燒蝕熱蝕的失效現(xiàn)象等等。

　   產(chǎn)品失效的發(fā)展過程一般遵循“浴盆曲線”狀，可以將其分為三個(gè)時(shí)期：

　　1、早期失效期，即產(chǎn)品使用初期，由于設(shè)計(jì)缺陷或者制造缺陷而導(dǎo)致明顯的失效。

　　2、偶然失效期，在理想狀況下，產(chǎn)品是不應(yīng)出現(xiàn)“失效”現(xiàn)象的，而由于環(huán)境、操作方法、管理不善等原因?qū)е碌臐撛谌毕?，?huì)在某一時(shí)期導(dǎo)致偶然的失效，該階段稱為偶然失效期。

　　3、磨損失效期，該階段是產(chǎn)品在出現(xiàn)失效萌芽之后的曲線增長到Z終失效期，又稱為損耗失效。

　　產(chǎn)品按照其失效發(fā)展過程分類對(duì)于可靠性工程來說是十分有用的。

【實(shí)驗(yàn)/設(shè)備條件】

天澤智能離子濺射儀TZZN-1000在研究中的應(yīng)用

       在研究失效分析過程中，常用的方式首先是顯微分析。在顯微分析過程中，離子濺射儀的應(yīng)用主要用在掃描電鏡的高倍率形貌分析，當(dāng)然利用電子顯微鏡這個(gè)平臺(tái)可以做定性和定量的分析。

       電子顯微鏡的成像機(jī)理是利用高能電子束掃描成像，這樣帶負(fù)電的電子很容易在樣品表面積累，由于得不到很好的釋放，在成像時(shí)很很亮，通過對(duì)圖像的對(duì)比度和亮度的調(diào)節(jié)是無法去除這種情況的。如下圖：

        以上圖片的情況，對(duì)于我們觀察更細(xì)微的表面現(xiàn)象就產(chǎn)生了很大的影響，因此就需要在樣品表面附上一層納米導(dǎo)電層，讓這些聚集的電子隨著電子束的掃描迅速的被吸收，從而改善圖片的質(zhì)量，讓深層的細(xì)節(jié)更多，對(duì)我們的研究提供更大的幫助。

             如下借助天澤智能科技的TZZN-1000磁控濺射儀鍍膜處理的樣品在電鏡下的圖像就有了很大改善，在更大的放大倍率下也能清晰的分辨更多的細(xì)節(jié)。

因此，在面對(duì)擁有導(dǎo)電性的失效分析樣品，天澤智能的離子濺射儀是能很好讓圖像質(zhì)量有個(gè)很大提升的，也是有必要使用離子濺射儀對(duì)樣品進(jìn)行一下處理的，當(dāng)然不是對(duì)于所有的電鏡和情況，就原因來講，金屬合金因?yàn)槌煞謴?fù)雜，在微觀表面的特性也有所不同，但對(duì)于離子濺射儀的納米鍍層來講，這個(gè)鍍層一般是導(dǎo)電性能極好的金、鉑金、銀等純度極高的純金屬，顯然導(dǎo)電的效率是有很大差別的，這也是導(dǎo)致圖形前后有很大差別的原因。

     當(dāng)然隨著掃描電鏡技術(shù)的突飛猛進(jìn)，發(fā)展更多更加便利的集成化功能更強(qiáng)的掃描電子顯微鏡，讓我們研究人員使用的效率更高，更便捷也是一種可能。  天澤智能科技發(fā)展（天津）有限責(zé)任公司（www.tianzeler.ltd）隨時(shí)歡迎廣大老師朋友合作指導(dǎo)。

【樣品提取】

   切割機(jī)取樣

【實(shí)驗(yàn)/操作方法】

   天澤智能    TZZN-1000磁控離子濺射儀

首先將220V電源接好，連接真空機(jī)械泵到主機(jī)，放好樣品，然后開機(jī)。

1．開機(jī)后，真空泵開始工作，10-15秒后工作室內(nèi)壓力下降并顯示在真空計(jì)上。當(dāng)真空度上升至20Pa時(shí)，濺射單元的“準(zhǔn)備”燈亮，然后繼續(xù)抽至6-5Pa時(shí)，計(jì)時(shí)器調(diào)到60秒。

2．打開充氣閥直至工作室內(nèi)真空室壓力正好上升，(即真空指示開始下降)按一下實(shí)驗(yàn)按鈕，觀察濺射電流大小，通過調(diào)節(jié)充氣閥（微調(diào)）可以決定濺射電流的大小，直至電流大小滿足要求。一般使用等離子電流在10-15mA 。

3．按下啟動(dòng)按鈕(計(jì)時(shí)器已調(diào)至60秒)這時(shí)可看到工作室內(nèi)出現(xiàn)藍(lán)色或紫色的可見光，雖然由于系統(tǒng)放氣可能使等離子流不穩(wěn)定，但可通過充氣閥來調(diào)節(jié)束流。放電引起靶濺射，放電在60秒鐘(自己選擇)后自動(dòng)停止。重按“啟動(dòng)”按鈕就會(huì)重復(fù)本過程，在重按“啟動(dòng)”按鈕前適當(dāng)調(diào)整計(jì)時(shí)器，以便增加濺射時(shí)間。

4．濺射后，關(guān)閉電源開關(guān)，關(guān)閉針閥(注意：針閥旋鈕順時(shí)針擰到底后再反向擰兩圈)，并用濺射頭上的放氣閥（緩慢）對(duì)工作室內(nèi)放氣。

鍍膜結(jié)束

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果/結(jié)論】

        _{對(duì)比鍍膜前后的照片，可以很直觀的發(fā)現(xiàn)，對(duì)照片的細(xì)節(jié)和質(zhì)量有了很大的提升。}

         通過天澤智能科技發(fā)展有限公司TZZN-1000離子濺射儀給樣品鍍一層納米導(dǎo)電層，可以使電子束在樣品表面的負(fù)電荷迅速的實(shí)時(shí)釋放，讓電子顯微鏡在掃描過程中得到更多細(xì)節(jié)的高分辨圖像，顯著提高照片的更多微觀細(xì)節(jié)和成像質(zhì)量。

【儀器/耗材清單】

TZZN-1000磁控離子濺射儀

 真空機(jī)械泵

金靶

碳導(dǎo)電膠帶

樣品臺(tái)

鑷子

等

標(biāo)簽：離子濺射儀失效分析鍍膜制樣