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應(yīng)用案例 | 微小零件的微納鍍層截面CP制備方法

來源:廣州領(lǐng)拓儀器科技有限公司   2024年04月17日 14:07  


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機(jī)械零部件通過表面加工技術(shù),可使其獲得良好的力學(xué)性能、優(yōu)異的光學(xué)性能或者提高其對復(fù)雜的工作環(huán)境的耐受能力。通過各種噴涂、沉積等方法獲得鍍層是實(shí)現(xiàn)零部件表面性能提升的重要手段。

獲得鍍層后,其厚度、均勻性、界面結(jié)合情況等信息,可通過對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕孛嬷苽鋪慝@得。其中CP可制備微米、甚至納米級別的鍍層截面。

因此本次試驗(yàn)以某毫米探針部件為樣品,通過離子束切割獲得無損的平整面,以滿足后續(xù)的SEM測試與分析。原試樣(尺寸不超過4mm)如下圖所示,需要測量箭頭所指平面的鍍層厚度,位置在任意方向直徑1/4處。




圖片圖1. 試樣原貌


制備流程




鑲嵌

將樣品鑲嵌成約14X5X3mm大小的尺寸,如下圖2所示。


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圖2. 鑲嵌后的試樣



機(jī)械研磨

樣品極小,用普通研磨機(jī)難以高效精準(zhǔn)定位加工,因此使用徠卡精研一體機(jī)Leica EM TXP對樣品進(jìn)行預(yù)處理,處理流程示意圖如下:

1

樣品截面加工


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圖3. 樣品離子束加工前的TXP機(jī)械加工流程

左:樣品原始形貌,紅點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn);

左二:TXP加工去掉的多余截面部分;

右二:TXP加工去掉的多余側(cè)面部分;

右:TXP機(jī)械加工完成后


使用徠卡EM TXP扁平樣品夾固定樣品,通過TXP加工截面,使目標(biāo)位置與截面距離控制在20-100um范圍內(nèi),流程如下圖:


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圖4. TXP加工截面流程圖

2

樣品坡面加工


使用徠卡EM TXP插件樣品夾固定樣品,調(diào)節(jié)樣品臂角度為-10°,通過TXP加工坡面,使目標(biāo)位置與坡面距離控制在20-50um范圍內(nèi),流程如下圖:


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圖5. TXP加工側(cè)面流程圖





樣品離子束加工

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圖6. TXP加工后的樣品離子束加工時(shí)的示意圖


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圖7. 徠卡EM TIC3X樣品裝夾示意圖





樣品離子束加工結(jié)果

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圖8. 徠卡EM TIC3X離子束加工效果(SEM)




小結(jié)

1、樣品極小,形狀不是簡單的長方體狀,且測試位置在樣品內(nèi)部,需用樹脂鑲嵌成易處理的長方體狀后切割。盡量選用與樣品切割速率相近的鑲嵌樹脂。

2、預(yù)處理用徠卡精研一體機(jī)EM TXP代替普通研磨機(jī)更高效精準(zhǔn),形狀尺寸按圖3所示加工后,才可大大提高離子束加工速率。

3、鍍層極薄,僅需沿厚度方向加工約30um即可。



本次試驗(yàn)所用設(shè)備如下


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Leica EM TXP 精研一體機(jī)

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Leica EM TIC3X離子束切割拋光儀


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