陶瓷是一种历史比树脂和金属更加悠久的材料。虽然它质地坚硬、耐摩擦、耐高温,对机械冲击和急剧温度变化的抗性却很差,长久以来都被视为不适用于工业部件的原材料。
不过近年来,成功攻克这些弱点的陶瓷被开发了出来,并且已经被广泛运用到了以积层陶瓷电容器(MLCC:Multi-Layered Ceramic Capacitor)为代表的电机部件、汽车、飞机引擎耐热性轴承、建筑材料等重要部件中。
下面我们将为您介绍使用新型4K数码显微系统观察、分析陶瓷原材料产品的案例。

陶瓷原材料产品的观察、分析

对陶瓷原材料产品进行观察、分析的必要性

1980年代中期,芯片部件的表面封装成为了可能,陶瓷电容器也成为了芯片部件。此后,随着印刷电路板封装的高度集成化,陶瓷电容器也实现了小型化。在不足1 μm的厚度中,进行数百层薄型诱电体片材的高精度堆叠,这项高端技术及高水准生产体制,为各类领域的电子技术提供了支持。然而,伴随着部件的小型化,发生封装印刷电路板翘曲导致裂纹、诱电体片材划痕导致内部电极间绝缘不良等问题的可能性也越来越大,对部件内部进行观察、分析的必要性日益增强。
而在建筑材料方面,不易沾染污垢的超亲水性防污功能瓷砖等产品也相继问世。用作建筑材料的陶瓷必须具备高耐热、耐火性,因此成分分析是维持品质的必要手段。
综上所述,由于陶瓷材料在众多领域发挥着越来越重要的作用,观察、分析陶瓷原材料产品的必要性,也上升到了空前的高度。

使用新型4K数码显微系统观察陶瓷原材料产品的案例

多数情况下,陶瓷原材料产品表面的对比度较低,很难用光学显微镜和普通显微系统进行观察。
而新型4K数码显微系统“VHX系列”则配备了高分辨率镜头和图像传感器,还配备了众多分析用功能。
这些配置能够让操作者通过高精细图像观察陶瓷原材料产品等低对比度对象,并用各类工具进行高水准分析。

积层陶瓷电容器的观察案例

芯片化的积层陶瓷电容器,会在不足1 μm的厚度内使用数百层的陶瓷诱电体片材。要对植入到这种微小部件中的陶瓷进行观察,就必须磨除封装,在树脂包埋状态下进行观察。
即使在封装之初只有细微的裂纹(开裂),也可能会在机械冲击、经年劣化等因素的作用下,引发绝缘不良等问题。绝缘不良可能导致故障、发热、起火。因倍率、分辨率不足等问题漏看细微裂纹,是检测工序中亟待解决的一大课题。
对于过去因对比度过低而难以观察的陶瓷原材料产品,4K数码显微系统“VHX系列”不仅能观察细微的外观不良,还能进行暗视场、明视场照明的对比观察。对于裂纹、绝缘不良等问题也能清晰捕捉。
即便遇到树脂包埋样品研磨不充分,表面凹凸不平的情况,也能利用高分辨率HR镜头的大景深拍摄,用清晰图像观察到次微米级的细微裂纹。

用4K数码显微系统“VHX系列”观察陶瓷电容器的内部电极
暗视场照明
暗视场照明
明视场照明
明视场照明

陶瓷建材内的玻璃纤维观察

作为一种具备优秀耐热性、耐腐蚀性、弹性及刚性的无机纤维,玻璃纤维被广泛用于各类领域。将这种玻璃纤维织入纤维状陶瓷纤维,进一步提升功能的建材也已经被开发了出来。这些原材料具有很强的隔热、耐热、防火性能,被用于锅炉等工业炉的高温密封、防火卷帘等领域。
在观察织入到棉状原材料中的玻璃纤维时,由于视野具有一定深度,对比度也很低,很难用传统显微系统进行正确观察。
基恩士的高精细4K数码显微系统“VHX系列”则能够采用高分辨率HR镜头、4K CMOS等先进技术,用清晰的4K图像观察、分析陶瓷建材内的玻璃纤维。
配备了HDR功能,对于凹凸不平的目标物,也能对整体进行全幅对焦。HDR(High Dynamic Range)功能可改变快门速度,拍摄多张高灰度级图像。对于过去受分辨率和对比度限制而无法详细观察的玻璃纤维,也能以高精细、高对比度图像进行观察。
还能使用高分辨率的放大图像,以简单操作直接完成2D、3D测量等工作,高精度地快速完成分析所需的一系列作业。

用数码显微系统“VHX系列”观察陶瓷与玻璃纤维的分散状态
普通
普通
HDR拍摄
HDR拍摄

陶瓷端面划痕的观察

传统显微镜的观察效果会因照明角度而异,观察对比度较低的陶瓷原材料时,可能会漏看端面的划痕。
4K数码显微系统“VHX系列”只需进行按下按钮的简单操作,就能用全方位多功能照明功能自动获取全方位的照明数据。操作者只需从中选择合适的图像,有效节省了过去耗费在照明设定上的大量时间。在对图像进行选择、记录后,也能通过简单的鼠标操作,快速调用照明条件不同的图像。
可轻松获得清晰图像,不必再费时费力地反复进行照明设定。

用4K数码显微系统“VHX系列”观察陶瓷端面划痕
传统显微系统
传统显微系统
用“VHX系列”进行高精细拍摄
用“VHX系列”进行高精细拍摄

仅用1台设备,就能完成观察、分析及报告创建

使用高精细4K数码显微系统“VHX系列”,能够进行远超传统显微镜和显微系统的高效化作业,实现消除人为误差的正确观察及分析。
利用由先进光学技术、图像处理技术及自动化技术共同实现的高精细4K图像,对陶瓷原材料产品也能以简单操作完成自动面积测量及计数,快速获取更高水准的分析结果。
还能利用“报告功能”,将拍摄、测量所得的数据导出为预设统一格式的简单报告,不仅能确保品质,还能在发生问题时协助查明原因,改良工序等。

仅用1台设备,就能完成观察、分析及报告创建

“VHX系列”还配备了许多其他新功能,能够在陶瓷原材料产品的不良分析领域成为强有力的新伙伴。如需了解详细内容,欢迎点击下列按钮,下载查阅产品目录或随时咨询。