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利用LIBS（激光诱导击穿光谱法）在数码显微系统下的元素判别

LIBS（激光诱导击穿光谱法）是使用脉冲激光来确定元素成分的一种元素判别手法。下面我们将为您介绍LIBS的概要和使用数码显微系统进行元素判别的案例。

利用LIBS（激光诱导击穿光谱法）在数码显微系统下的元素判别

什么是LIBS（激光诱导击穿光谱法）

LIBS是Laser Induced Breakdown Spectroscopy的略称，其使用脉冲激光照射样品，然后用分光器分解所产生的等离子体的波长，通过分析各个波长的光强度来确定所含元素成分的一种元素判别手法。
NASA的火星探查也使用该分析手法，可以判别出空气中的元素。

  1. 用脉冲激光照射样品。
  2. 样品表面发生等离子发光。
  3. 用分光器按波长分解等离子发出的光。
  4. 使用检测仪获取每种波长的强度数据。
  5. 从获得的强度数据中获取光谱，计算所含元素的比例。

使用LIBS的优点

LIBS拥有以下优点。

  • 可以从氢（H）、锂（Li）等轻元素开始检测。
  • 无需抽真空。
  • 无需实施切断、研磨、导电性处理等预处理。
  • 由于可以在空气中使用，因此不限制试料大小。
  • 光点直径约10微米，可以分析微小样品。
  • 可以分析液体。
  • 通过连续发射脉冲，可以进行深度方向的元素判别。（多层分析功能）

使用数码显微系统判别元素的案例

为您介绍使用基恩士的4K数码显微系统“VHX系列”和激光元素判别模块“EA-300系列”判别元素的应用案例。

电池行业导入用途案例

锂电池负极材料分析
可以在不融化目标物的情况下检测到轻元素锂。
电池漏液和腐蚀的分析
无需预处理，因此可以大幅缩减时间。液体和粉体也能分析，由于有颜色信息，因此可以制作更易于视觉理解的报告。

电镀行业导入用途案例

电镀截面的元素判别
可以在短时间内分析，因此可以增加分析的N数。
镀金层内部的异物分析
使用多层分析功能，可以分析镀层内部的异物。
镀层的膜厚评估
使用多层分析功能，可以评估镀层膜厚。不仅是厚度管理，还可确认使用的原材料是否正确。

食品和制药行业导入用途案例

结晶的成分检测（盐结晶）
仅依靠观察无法确定类型的结晶，通过元素判别可以确定类型。
药片的异物分析
可以使用多层分析功能对药片内部的异物进行分析，从而节约每次将异物取出的时间。
制造工序中的异物分析
检测到Ag（银），因此可以判断为银牙。另外，由于检测到钼，可以知道其来自牙科材料。可以在短时间内确定混入路径，防止再发。

电子部件和半导体行业导入用途案例

晶须的分析
可以判定是晶须还是纤维异物。
探头针的镀层剥落分析
可以进行探头针前端的镀层剥落分析。
镀金层的浸染分析
如果是铬可以确认是附着，如果是镍可以确认是从下方渗出。

汽车行业导入用途案例

发动机部件的异物分析
可以分析铸件内的异物。
切屑的分析
通过对切屑进行元素判别，可以确定产品。
喷油针的铬镀层剥落确认
可以确认表面镀层是否剥落、母材是否已经暴露、是否有异物附着。立体的目标物也可多方位分析。
烧结后的齿轮的不良分析
发生了产品变黑的不良，但最终发现原因不是表面碳化，而是氧化铝附着。

化学行业导入用途案例

防振垫片的异物分析
可以确定是有机物还是无机物。无机物将影响橡胶垫片的性能。
漆膜的不良判定
漆膜的颜色与正常不同时，通过分析漆膜中含有的成分，可以与良品进行比较。确定不良原因，向供应商发出指示。
附着在产品上的涂料确定
通过实施元素判别，可以确定是在制造工序的哪个部分混入的涂料。不仅可以判定是有机物还是无机物，还可确定颜色信息。1 m以上的大型产品也可直接分析。
树脂涂层的异物分析
不必切割或取出异物即可分析。

金属行业导入用途案例

金刚石磨石研磨时的药品残留检测
可以非破坏、无蒸镀地实施分析，因此可以轻松进行清洗液（含氟化学品）的残留检测。另外，对表面实施了铈的涂布处理，使用多层分析功能，可以确认涂布不均的情况。
刀具刀尖的涂膜剂有无的检测
刀具再研磨时，需要剥离涂膜剂（钛、铬等）。如果剥离时有残留，则覆不上新的涂膜剂。通过实施元素判别，可以精准检测到零星存在的涂膜剂。
刀具刀尖涂层的分析
使用多层分析功能，可以分析涂层和母材的材质。通过分析仪器需要切割研磨后分析，而通过导入EA-300可以削减工时。刀尖的耐久性和寿命受到涂层的影响而存在差异，还可对其差异进行分析。
接头的生锈分析
可以精准对变色的位置进行分析。可以判断是附着在表面的外来锈迹，还是不锈钢内部产生的锈迹。

薄膜和片材行业导入用途案例

TAC薄膜上的异物分析
已经判断颜色不同的部分为有机物的情况下，确定了其为锈迹。
薄膜内的异物分析
薄膜内的细小异物难以取出，因此以前一直无法分析，但使用EA-300 的多层分析功能，成功实现了分析。
打印机胶片上的异物分析
目标物较大因此无法放入SEM，但EA-300可以在空气中直接分析。如果检测到钙，可以判断异物来源于纸张，如果检测到硅，则可以判断异物来自碳粉。
凹版制版的薄膜上的颜料检测
检测到有机物和钛，因此能够确认是颜料沾染到了薄膜表面。

基恩士元素判别模块EA-300系列的特点

使用显微系统观察的同时，直接对感兴趣的位置进行元素判别

步骤1：进行放大观察的同时
步骤2：一键点击即可进行元素判别

超高速LIBS分析

仅需放置到载物台上就能一边观察，一边在空气中进行元素判别。无需破坏目标物或者导电性处理、抽真空。
采用激光诱导击穿光谱法，使用安全性高的1类激光。通过激光对目标物表面实施等离子处理，使用宽频带（深紫外线～近红外线）、高分辨率分光器进行发光色检测。通过同轴安装显微观察系统，可检测目标位置的元素。

A：纳秒激光　B：等离子发光
A：纳秒激光　B：等离子发光

AI-启发

合理判断元素判别后的物质。
内部数据库包含数千种元素模型，不仅查明检测到的元素，还可瞬间推测物质名称。物质数据呈层级结构，可简单确认固有名称乃至统称及其说明。并且，通过积累公司内的判别结果，还能搜索以往检测到相同物质的案例。不需要专业知识，立即轻松判断物质。

AI-启发
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