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物相分析拿不準?試試這個!ChemiPhase 物相分析軟件

發布時間: 2024-08-30  點擊次數: 1445次

 

對于金屬合金和礦物分析領域的研究人員來說,物相分析非常重要,物相分析通常可以借助掃描電鏡背散射電子信號成像(BSE)和能譜(EDS 成分分析)來進行判定。

 

掃描電鏡背散射電子成像(BSE)信號強度隨原子量而變化,可以通過成分襯度尋找異質材料。但是,如果材料具有相似的原子量或材料的化學性質過于復雜,則 BSE 對比度可能會很差,從而導致不完整的表征結果,甚至可能出現錯誤結論。

 

ChemiPhase 物相分析軟件可幫助我們輕松找到問題答案,并且給出以下信息:成分是什么,它是如何分布的,以及每個相有多少。

 

飛納電鏡 ChemiPhase 物相分析軟件是 ChemiSEM 技術中一種新型物相鑒定和定量表征手段,旨在通過結合先進的統計分析和 ChemiSEM SEM-EDS 平臺來識別物相,并識別成分列出其面積分數,從而應對這些挑戰。 

 

  • Ti-6Al-4V合金

 

金屬進行增材制造類似于通過焊接粉體來構建金屬結構,使用激光迅速地熔化金屬又快速凝結形成一個全新金屬復雜結構。研究和表征金屬成分是最終材料質量評估的關鍵。即使可以使用 SEM 確定其中的一些信息,仍然需要一定程度的專業知識來解釋結果,并且可能需要多次采集才能產生具有統計學意義的分析結果。

 

如圖 1 所示,ChemiPhase 物相分析軟件可輕松生成 Ti-6Al-4V 合金的成分圖,揭示存在的相及其成分 / 面積分數。(樣品由布里斯托爾 GKN 航空航天全球技術中心提供)

 

圖1:a)Ti-6Al-4V 鈦合金的 BSE 圖像;b)面積分數 P1(αTi)=85.6% 和 P2(βTi)=14.4% 的相圖;c) 鈦合金相的元素組成;d)疊加光譜顯示,藍色區域存在更多的鈦和鋁,而黃色區域則存在更多的鐵和釩。

 

  • AlSiCu 合金

 

與 Ti-6Al-4V 合金示例相比,AlSiCu 合金更復雜,包含了三個相以及具有挑戰性的亞微米尺度分析。傳統 SEM-EDS 分析此結構需要幾種不同的表征手段,包括面掃和點掃分析等,但可能仍然無法得到完整的答案。相反,ChemiPhase 物相分析軟件可以一鍵揭示所有謎底:它快速識別所有不同的相,計算它們的組成和面積分數。此外,每個相位都有相應的分量圖,該圖揭示了圖像中每個像素能譜結果。例如,圖 2e 顯示了富硅組件,而圖 2f 顯示了相應的相圖。

 

       

 

圖2:a)AlSiCu 鋁合金的二次電子圖像;b)面積分數為 P1=84.5%、P2=9.2%、P2=6.2%、P3=6.3%,其中 P1 是基體金屬,P2 是用于非均勻成核的硅“晶種"顆粒,P3 是用于沉淀硬化的 Al?Cuσ 相;c)鋁合金相的元素組成;d) 疊加光譜顯示,基礎鋁為粉紅色,硅為黃色,銅為綠色;e) 富硅相的成分圖,如顏色梯度條所示;f)富硅相的階段圖。

 

  • 難熔氧化物顆粒

 

熔融氧化鋯莫來石和棕色熔融氧化鋁,以兩種不同類型難熔氧化物顆粒的雜質鑒定為例。熔融氧化鋯莫來石應該僅包含氧化鋯和莫來石。通過飛納電鏡 ChemiPhase物相分析軟件揭示了莫來石(P1)和氧化鋯(P2)的形狀和數量,以及一種熔點低、富含蘇打和二氧化硅的不良污染物(P3)(圖3)。

 

圖3:a)熔融氧化鋯-莫來石晶粒的 BSE 圖像;b)面積分數 P1(莫來石)=30.5%,P2(氧化鋯)=62.2%,P3=7.1%,P4=0.2% 的相圖,其中P3 / P4 是不需要的污染物。

 

如下圖所示,ChemiPhase 物相分析軟件揭示了熔融氧化鋁(P1),以及雜質二氧化鈦(P3)、氧化鐵(P4)、鈣鋁硅酸鹽(P5)和其他污染物。

 

 

圖4:a)棕色熔融氧化鋁的 BSE 圖像;b)面積分數 P1(氧化鋁)=82.0%,P3(二氧化鈦)=7.3%,P4(氧化鐵)=6.8%,P5(鈣鋁硅酸鹽)=3.8% 的相圖。環氧樹脂(P2)是不需要的。

 

 

 

飛納電鏡 ChemiSEM 軟件使用大數據方法來采集樣品的立體數據,自動統計出具有統計意義的物相。然后,飛納電鏡 ChemiPhase 物相分析軟件為每個像素提供一個簡單的概率,指示它歸屬于哪個相。因為每個像素只能屬于一個相,這使得復雜樣品的解釋更加直接并且直觀。

 

值得注意的是,飛納電鏡 ChemiPhase 物相分析軟件是一個全面、準確的統計軟件,可以解決傳統方法的難題。傳統方法如果遺漏了元素(即,由于重疊的峰或強度不足),可能會產生錯誤的結果。此外,傳統的物相測定高度依賴于對樣品的假設,而 ChemiPhase 物相分析軟件可確保所有用戶都能獲得相同的結果,即使是具有挑戰性的樣品也是如此。

 

 ChemiPhase 物相分析軟件優勢 

 

  • 不到一分鐘的時間內完成大多數采集,即使是復雜的相圖也是如此

  • 全自動運行,無需事先識別元素 

  • 明確識別主要和次要組件,精確到單個像素 

  • 無需豐富的用戶體驗即可定位微量和微量元素 

  • 提供完整而全面的分析 

  • 定位峰重疊會掩蓋重要元素的組分 

  • 可以使用非常少的 X 射線數據開始相位測定,每個像素低至 10 個計數



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