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Materials Science
Polymer Research
Polymer research enabled by electron microscopy techniques.
Polymers play a vital role in our daily lives, making up everything from household products and textiles to transportation, aviation, and aerospace components that move the world. As the polymer microstructure determines the overall performance of these vital functional products, they must be studied and optimized at corresponding scales.
Electron microscopy (EM) plays an indispensable role in the characterization and analysis of polymers. It provides a range of critical information such as; the morphology and composition of new materials, the identity of foreign elements (to trace contamination in the production process), and the failure analysis of components (enabling the creation of improved materials with better performance).
Thermo Fisher Scientific offers a comprehensive solution for polymer analysis across our entire portfolio, including X-ray microtomography (microCT), desktop- and floor-model scanning electron microscopy (SEM), Thermo Scientific DualBeam instruments (focused ion beam-SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Together these tools easily fulfill the polymer characterization needs of R&D, technical service, and near-line quality control laboratories.
3D reconstruction of a polymer filter membrane. Data acquired on the Thermo Scientific Apreo Volumescope SEM with a nominal slicing thickness of 50 nm. Backscatter electron images were obtained under a 50 Pa environment.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The secondary electron image shows the morphology of the polymer beads.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The backscattered electron image reveals iron oxide nanoparticles on the beads.
Low vacuum mode enables EDS mapping of an uncoated glass fiber reinforced polymer (GFRP) fracture surface. Elemental mapping shows that the matrix is carbon rich and the glass fibers are a mixture of silicon, aluminum and calcium oxides.
Image showing the comprehensive morphology of plain paper containing additives and fibers, generated by combining signal from two separate detectors. Color indicates elemental composition whereas image contrast reveals the material topography.
TEM low-dose imaging of block copolymer under cryogenic condition. The copolymer micelle is in water, with sphere-sphere packing assembled from blends of PAA-PI-PS and PAA-PS. Sample courtesy of Prof. Thomas Epps, III, University of Delaware.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The secondary electron image shows the morphology of the polymer beads.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The backscattered electron image reveals iron oxide nanoparticles on the beads.
Low vacuum mode enables EDS mapping of an uncoated glass fiber reinforced polymer (GFRP) fracture surface. Elemental mapping shows that the matrix is carbon rich and the glass fibers are a mixture of silicon, aluminum and calcium oxides.
Image showing the comprehensive morphology of plain paper containing additives and fibers, generated by combining signal from two separate detectors. Color indicates elemental composition whereas image contrast reveals the material topography.
TEM low-dose imaging of block copolymer under cryogenic condition. The copolymer micelle is in water, with sphere-sphere packing assembled from blends of PAA-PI-PS and PAA-PS. Sample courtesy of Prof. Thomas Epps, III, University of Delaware.
Controle de processo
A indústria moderna exige alta produtividade com qualidade superior, um equilíbrio mantido por meio de um controle de processo robusto. As ferramentas SEM e TEM com software de automação dedicado proporcionam informações rápidas e em várias escalas para monitoramento e aprimoramento de processos.
Controle de qualidade
O controle de qualidade e a garantia de qualidade são essenciais na indústria moderna. Oferecemos uma gama de ferramentas de microscopia eletrônica e espectroscopia para análises multidimensionais e multimodais de defeitos, permitindo que você tome decisões confiáveis e informadas para controle e melhoria de processos.
Pesquisa de materiais fundamentais
Novos materiais são investigados em escalas cada vez menores para o máximo controle de suas propriedades físicas e químicas. A microscopia eletrônica fornece aos pesquisadores percepções importantes sobre uma ampla variedade de características materiais em escala micro a nano.
Limpeza
Mais do que nunca, a fabricação moderna necessita de componentes confiáveis e de qualidade. Com a microscopia eletrônica de varredura (SEM), a análise de limpeza de peças pode ser feita internamente, fornecendo uma ampla variedade de dados analíticos e encurtando o ciclo de produção.
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Mapeamento elementar em escala atômica com EDS
A EDS de resolução atômica fornece um contexto químico sem igual para análise de materiais, diferenciando a identidade elementar de átomos individuais. Quando combinado com a TEM de alta resolução, é possível observar a organização precisa dos átomos em uma amostra.
ColorSEM
Usando a EDS (espectroscopia de raios X por energia dispersiva) com quantificação ao vivo, a tecnologia ColorSEM transforma as imagens SEM em uma técnica colorida. Agora, qualquer usuário pode adquirir dados elementares continuamente para obter informações mais completas do que nunca.
Corte transversal
O corte transversal fornece dados adicionais ao revelar informações de subsuperfície. Os instrumentos DualBeam apresentam excelentes colunas de feixe de íons focalizados para corte transversal de alta qualidade. A automação permite realizar o processamento autônomo de amostras com alta produtividade.
Análise de partículas
A análise de partículas tem uma função vital na pesquisa de nanomateriais e no controle de qualidade. A resolução nanométrica e a formação de imagens excelentes da microscopia eletrônica podem ser combinadas com software especializado proporcionando uma rápida caracterização de pós e partículas.
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Formação de imagens com contraste de fase diferencial
A pesquisa eletrônica moderna depende da análise nanométrica das propriedades elétricas e magnéticas. A STEM (DPC-STEM) de contraste de fase diferencial é capaz de gerar imagens da força e da distribuição de campos magnéticos em uma amostra e exibir a estrutura do domínio magnético.
Preparação de amostra (S)TEM
Os microscópios DualBeam permitem a preparação de amostras ultrafinas e de alta qualidade para análise de (S)TEM. Graças à automação avançada, os usuários com qualquer nível de experiência podem obter resultados de nível especializado para uma ampla gama de materiais.
Geração de imagens de amostras quentes
O estudo de materiais em condições reais muitas vezes envolve trabalhar em altas temperaturas. O comportamento dos materiais à medida que eles se recristalizam, derretem, deformam ou reagem na presença de calor pode ser estudado in situ com microscopia eletrônica de varredura ou ferramentas DualBeam.
Caracterização de materiais 3D
O desenvolvimento de materiais muitas vezes requer caracterização 3D em várias escalas. Os instrumentos DualBeam permitem a secção em série de grandes volumes e a subsequente geração de imagens SEM nanométricas, que podem ser processadas em reconstruções 3D de alta qualidade da amostra.
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SEM ambiental (ESEM)
A SEM ambiental permite a geração de imagens dos materiais em seu estado nativo. Isso é perfeitamente adequado para pesquisadores acadêmicos e industriais que precisam testar e analisar amostras molhadas, sujas, reativas, gasosas ou não compatíveis com vácuo.
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Análise elementar EDS
A EDS proporciona informações de composição vitais para observações em microscópio eletrônico. Principalmente, nossos exclusivos sistemas detectores Super-X e Dual-X adicionam opções para maior produtividade e/ou sensibilidade, permitindo otimizar a aquisição de dados para atender às prioridades de pesquisa.
SIMS
O detector TOF-SIMS (espectrometria de massa iônica secundária de tempo de voo) para as ferramentas de microscopia eletrônica de varredura de feixe de íons focalizados (FIB-SEM) permite a caracterização analítica de alta resolução de todos os elementos na tabela periódica, mesmo em baixas concentrações.
Análise em várias escalas
Os materiais novos precisam ser analisados em resolução cada vez maior, mantendo o contexto maior da amostra. A análise em várias escalas permite correlacionar várias ferramentas e modalidades de geração de imagens, como a microTC de raios X, DualBeam, laser PFIB, SEM e TEM.
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Tomografia EDS 3D
A pesquisa de materiais modernos depende cada vez mais da análise nanométrica em três dimensões. A caracterização 3D, incluindo dados de composição para contexto químico e estrutural completos, é possível com a EM 3D e a espectroscopia de raios X por energia dispersiva.
Espectroscopia fotoeletrônica de raios X
A espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS) permite analisar a superfície, fornecendo a composição elementar, bem como o estado químico e eletrônico dos 10 nm superiores de um material. Com a criação de perfil de profundidade, a análise XPS se estende a informações de composição de camadas.
Mapeamento elementar em escala atômica com EDS
A EDS de resolução atômica fornece um contexto químico sem igual para análise de materiais, diferenciando a identidade elementar de átomos individuais. Quando combinado com a TEM de alta resolução, é possível observar a organização precisa dos átomos em uma amostra.
ColorSEM
Usando a EDS (espectroscopia de raios X por energia dispersiva) com quantificação ao vivo, a tecnologia ColorSEM transforma as imagens SEM em uma técnica colorida. Agora, qualquer usuário pode adquirir dados elementares continuamente para obter informações mais completas do que nunca.
Corte transversal
O corte transversal fornece dados adicionais ao revelar informações de subsuperfície. Os instrumentos DualBeam apresentam excelentes colunas de feixe de íons focalizados para corte transversal de alta qualidade. A automação permite realizar o processamento autônomo de amostras com alta produtividade.
Análise de partículas
A análise de partículas tem uma função vital na pesquisa de nanomateriais e no controle de qualidade. A resolução nanométrica e a formação de imagens excelentes da microscopia eletrônica podem ser combinadas com software especializado proporcionando uma rápida caracterização de pós e partículas.
Formação de imagens com contraste de fase diferencial
A pesquisa eletrônica moderna depende da análise nanométrica das propriedades elétricas e magnéticas. A STEM (DPC-STEM) de contraste de fase diferencial é capaz de gerar imagens da força e da distribuição de campos magnéticos em uma amostra e exibir a estrutura do domínio magnético.
Preparação de amostra (S)TEM
Os microscópios DualBeam permitem a preparação de amostras ultrafinas e de alta qualidade para análise de (S)TEM. Graças à automação avançada, os usuários com qualquer nível de experiência podem obter resultados de nível especializado para uma ampla gama de materiais.
Geração de imagens de amostras quentes
O estudo de materiais em condições reais muitas vezes envolve trabalhar em altas temperaturas. O comportamento dos materiais à medida que eles se recristalizam, derretem, deformam ou reagem na presença de calor pode ser estudado in situ com microscopia eletrônica de varredura ou ferramentas DualBeam.
Caracterização de materiais 3D
O desenvolvimento de materiais muitas vezes requer caracterização 3D em várias escalas. Os instrumentos DualBeam permitem a secção em série de grandes volumes e a subsequente geração de imagens SEM nanométricas, que podem ser processadas em reconstruções 3D de alta qualidade da amostra.
SEM ambiental (ESEM)
A SEM ambiental permite a geração de imagens dos materiais em seu estado nativo. Isso é perfeitamente adequado para pesquisadores acadêmicos e industriais que precisam testar e analisar amostras molhadas, sujas, reativas, gasosas ou não compatíveis com vácuo.
Análise elementar EDS
A EDS proporciona informações de composição vitais para observações em microscópio eletrônico. Principalmente, nossos exclusivos sistemas detectores Super-X e Dual-X adicionam opções para maior produtividade e/ou sensibilidade, permitindo otimizar a aquisição de dados para atender às prioridades de pesquisa.
SIMS
O detector TOF-SIMS (espectrometria de massa iônica secundária de tempo de voo) para as ferramentas de microscopia eletrônica de varredura de feixe de íons focalizados (FIB-SEM) permite a caracterização analítica de alta resolução de todos os elementos na tabela periódica, mesmo em baixas concentrações.
Análise em várias escalas
Os materiais novos precisam ser analisados em resolução cada vez maior, mantendo o contexto maior da amostra. A análise em várias escalas permite correlacionar várias ferramentas e modalidades de geração de imagens, como a microTC de raios X, DualBeam, laser PFIB, SEM e TEM.
Tomografia EDS 3D
A pesquisa de materiais modernos depende cada vez mais da análise nanométrica em três dimensões. A caracterização 3D, incluindo dados de composição para contexto químico e estrutural completos, é possível com a EM 3D e a espectroscopia de raios X por energia dispersiva.
Espectroscopia fotoeletrônica de raios X
A espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS) permite analisar a superfície, fornecendo a composição elementar, bem como o estado químico e eletrônico dos 10 nm superiores de um material. Com a criação de perfil de profundidade, a análise XPS se estende a informações de composição de camadas.
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