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抽絲剝繭：揭秘關(guān)于聚合物的微觀見解
在聚合物行業(yè)，制造商在檢測像污染物等微小特征方面會面臨挑戰(zhàn)。雜質(zhì)污染物雖然體積微小，卻能最終造成成品缺陷，進而影響產(chǎn)品品質(zhì)、可靠性及客戶滿意度。因此，準確找出并糾正這些污染物對于保持產(chǎn)品完整度及市場信譽而言非常重要。
電子領(lǐng)域制造商試圖發(fā)現(xiàn)聚合物基質(zhì)內(nèi)的微污染，也稱“魚眼污染”。這些缺陷非常微小，通常小于50µm，會導致智能手機等電子設備內(nèi)出現(xiàn)嚴重問題。
如果生產(chǎn)線清潔不到位，那么生產(chǎn)線內(nèi)的較小雜質(zhì)或者非均勻混合物會最終出現(xiàn)在成品中，進而造成微污染。找出根本原因是糾正這個問題的關(guān)鍵。目前已使用了紅外或拉曼等光譜技術(shù)，但由于造成魚眼污染的材料通常和基材相同，因此很難通過其光譜特征對其進行識別。也可以使用帶加熱載臺的顯微鏡，但是樣品溫度不準確可能會導致檢測結(jié)果不可靠。
日立高新技術(shù)與智能屏幕制造商合作開發(fā)出一款偏光顯微鏡來增強日立Real View@相機系統(tǒng)的功能。
這是一款高分辨率顯微鏡，像素分辨率達1.2µm，具有兩臺可控制的偏光濾波器，可實現(xiàn)最佳對比度并進行材料各向異性研究。結(jié)合日立NEXTA DSC系列所具備的高靈敏度、基線穩(wěn)定性、溫度準確性及精確性，可實現(xiàn)兩者的結(jié)合。
如前所述，檢測出魚眼污染是找到魚眼污染根本原因的關(guān)鍵。找出原因的一種辦法是利用熔點；但由于污染尺寸太小，DSC技術(shù)無法檢測出來。
在下面的示例中，通過使用為NEXTA DSC系列設計的Real View®偏光顯微樣品觀察裝置，系統(tǒng)能夠準確測量層壓薄膜內(nèi)特定區(qū)域的熔點，以識別出造成魚眼缺陷的材料。由于污染尺寸較小，DSC譜圖（綠色）無法顯示任何熔化狀態(tài)，而顯微鏡結(jié)果（紅色）卻能清晰地顯示出來。
從食品包裝到智能屏幕，聚合物層壓薄膜隨處可見。在一些行業(yè)（如包裝行業(yè)）內(nèi)，了解聚合物層壓薄膜的構(gòu)成與結(jié)構(gòu)非常重要。但是，在如此復雜的結(jié)構(gòu)內(nèi)對單層進行表征面臨著極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)方法難以區(qū)分各層，不利于逆向工程和產(chǎn)品分析。
也可以使用紅外成像或顯微鏡技術(shù)等技術(shù)區(qū)分各層。然而，由于聚合物的光譜特征比較接近，必須找到其他適合的方法。DSC方法通常用于識別聚合物，但難以在層壓薄膜內(nèi)區(qū)分各層。Real View®偏光顯微鏡通過對層壓薄膜的各層進行測量，解決了上文所述的限制，由此可基于熔點進行識別。使用Real View®偏光顯微鏡后，樣品顯示出各層（粉色）的熔化狀態(tài)，而標準DSC結(jié)果（綠色虛線）則由于污染尺寸太小而無法辨別。原材料的DSC結(jié)果（綠色實線）顯示，其與識別出的各層之間表現(xiàn)出一致的相關(guān)性。
晶體生長研究對包括材料科學、半導體制造、藥物及食品科學的各行業(yè)都很重要。各行業(yè)憑借對晶體形成過程的了解來開發(fā)新材料、優(yōu)化制造過程并確保產(chǎn)品質(zhì)量。
憑借良好的溫度控制，該配件還可用于研究材料的結(jié)晶。該示例顯示了冷卻速率對聚偏二氟乙烯晶體形狀的影響。通過使用顯微鏡內(nèi)置的偏光器，我們不僅能夠看到冷卻速率對晶體大小的影響，還可以觀察到晶體的形狀。
差示掃描量熱法（DSC）是材料表征的常用方法，特別是在聚合物研究領(lǐng)域。在對矩陣中的小截面進行分析時（如識別污染或多層樣品內(nèi)的單層），其有效性會降低。在對復雜的材料構(gòu)成及結(jié)構(gòu)進行準確分析方面，標準DSC法有一定的局限性。
日立高新技術(shù)為NEXTA DSC設計的Real View®偏光顯微樣品觀察裝置針對現(xiàn)代分析問題提供了創(chuàng)新解決方案，解決了上述問題。該示例證明了該裝置的能力。該技術(shù)具有巨大的應用潛力，能夠為將來的研究與分析工作提供有效的途徑。
在本文中，我們從三個主要方面進行了深入研究：魚眼污染檢測、層壓薄膜內(nèi)單層識別以及晶體生長研究。借助于偏光顯微鏡技術(shù)的進步并結(jié)合差示掃描量熱法（DSC），對這些方面進行檢查，能夠進行精確分析以確保產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性。
魚眼污染
層壓薄膜內(nèi)單層識別
晶體生長研究