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使用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)对Hi Fi连接器进行分析

发布时间:2023-01-16      点击次数:156

今天我们有幸邀请到了Gerweck Surface Technology公司的Hans Ullrich Eckert,他将向我们介绍他和他的同事们是如何通过LIBS技术在质量保证中克服电镀产品中典型的微观缺陷和污染挑战的。我们都知道,因为即使是连接器等小样品上的细小缺陷,也会显著降低产品质量,导致整批产品的失败。Hans Ullrich在电镀行业拥有超过40年的专业经验,目前是Gerweck公司的工艺技术开发负责人。


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这次给大家介绍的这是一个Hi Fi连接器,用于非常gaoduan的保真连接系统,非常昂贵。大家可以在这里看到,这些白色的斑点。我们想要知道如何能去除这些斑点?其组件的功能是否仍然正常?清除这些斑点后,是否有可能再重新加工?

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从图片中大家能看到这些斑点,也清楚地看到其中的某个斑点,某个污染,这些残留物在靠近毛刺的位置。这个时候,显微镜就会拍摄多张照片,然后计算出,比方说哪一张是清晰的,并把它做成一个多层的图像,这样就可以获得一个你想观察的斑点的更高分辨率的照片,可以观察到多个区域的镍


这是镍区,同样的步骤,我们先观察一个看起来不错的区域;然后更换物镜,用激光照射镍区,以获得分析结果;然后提高分辨率,开始进行检测,激光启动之前需要短暂的几秒钟;然后再次实时获得结果,再次将其保存在数据库中;然后再分析。

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镍区LIBS过程

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镍区LIBS结果

现在我们开始准备进行光学检测。对比数据库中的光谱,大家可以看到来zican留物的光谱和来自镍区的光谱它们是wanquan不同的,这个很明显。但现在的问题是,它是什么?因此,需要改变数据库,比较检测出的光谱和数据库中的光谱,根据数据库的信息显示这主要是。如果大家现在比较这两个光谱,可以看到这主要是钠,与镍基的程序相同。如果你把这两个放在一起,你会看到,或多或少你从基础材料中得到的所有峰值,你也会在理论上的镍或镍的光谱中找到。因此,很明显,除了镍本身,镍上没有太多的其他东西,上图则是比较得出的结果。







现在,我们详细解释一下这看起来像什么。这是你之前看到的光谱。红色的是我们的残留物,绿色的线是数据库根据理论上反应的钠提供的,这意味着这里只有两个峰是典型的钠的峰。大家可以看到周围没有太多的其他东西,也就是说表面上是钠盐,钠的浓度相对较高,没有其他金属。

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斑点(红线)与钠(绿线)LIBS谱图对比

另一方面,如果我将其与镍进行比较,组件上的残留物非常厚,激光无法穿过,没有看到镍,这意味着它不能穿过残留物到达镍的位置。对我们来说,这些残留物的影响是显著的。根据这些结论,我们断残留物是钠盐。它可能是氢氧化钠或碳酸钠,因为非常厚,激光达不到镍

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镍电镀层(绿线)与斑点(红线)LIBS谱图对比

在这个案例中,我们还可以创建自己的数据库。我们有一个数据库,也就是我们所说的原材料,我们把生产线上使用的所有标准材料放在这里。不管这是化学材料还是我们工具的材料,我们都可以直接比较,了解我们在零件上发现的材料或污染是否来自于电镀过程。


通过观看视频大家可以看到,只需点击几下,就能获得结果,LIBS的检测速度非常快,而且样品的准备工作很少。同时还发现可以用它来研究表面以下的区域。如果我们在一个区域进行激光照射,我们可以穿过电镀层,然后观察电镀层的下面,而不需要制作横截面。这一点是无法通过例如EDX实现的,因为你只能看到表面,你需要做横截面才能看到下面的情况。这可以帮助我们确定污染是仅存在于表面,还是已经涉及更深处?我们能不能穿过并查看这个层面下一或两微米处是否有污染?LIBS就适合这样的工作!


LIBS最大的好处是当我们使用显微镜观察一个区域时,如果看到有异常,便可以立即检查它是什么。它真的是一种污染吗?或者只是氧化变色?这是一种将光学和分析方法相结合的多功能性。这将会对日常业务提供很大的帮助。


正如之前所说,LIBS能带来很大的优势。可以创建自己的数据库,收集环境中使用的材料并将其存储至数据库,然后可以把发现的任何东西与数据库进行比较。总而言之,徕卡DM 6M LIBS强大的功能满足了同时用于开发、故障排除和根本原因分析等多样化功能需求

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最后,通过测试,我们发现,在这些白色区域上没有检测到任何外来金属。污染物是钠化合物,这表示那不是工艺中的金属盐,也不是电镀过程中产生的。那一定是我们通常在预处理中就已经存在的。样品一定是在生产过程中被污染了。




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徕卡DM6 M LIBS


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