การประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ในการวิเคราะห์ความล้มเหลว
คำย่อของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดคือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ส่วนคำย่อภาษาอังกฤษคือ SEM ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนที่โฟกัสอย่างละเอียดเพื่อโจมตีพื้นผิวของตัวอย่าง และสังเกตและวิเคราะห์พื้นผิวหรือสัณฐานวิทยาการแตกหักของตัวอย่างผ่านอิเล็กตรอนทุติยภูมิและอิเล็กตรอนที่กระจายกลับซึ่งเกิดจากการทำงานร่วมกันระหว่างอิเล็กตรอนและตัวอย่าง
ในการวิเคราะห์ความล้มเหลว SEM มีสถานการณ์การใช้งานที่หลากหลาย และมีบทบาทสำคัญในการกำหนดโหมดการวิเคราะห์ความล้มเหลวและค้นหาสาเหตุของความล้มเหลว
หลักการทำงาน
ความลึกโฟกัสของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดนั้นมากกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านถึง 10 เท่า และมากกว่ากล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหลายร้อยเท่า เนื่องจากภาพมีความชัดลึกมาก ภาพอิเล็กทรอนิกส์ที่สแกนจึงเต็มไปด้วยสามมิติและมีรูปร่างสามมิติ ให้ข้อมูลได้มากกว่ากล้องจุลทรรศน์อื่นๆ
สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์
อิเล็กตรอนทุติยภูมิ (SEI) หมายถึงอิเล็กตรอนนอกนิวเคลียร์ที่ถูกโจมตีโดยอิเล็กตรอนที่ตกกระทบ ส่วนใหญ่มาจากพื้นที่ตื้นห่างจากพื้นผิวน้อยกว่า 10 นาโนเมตร ซึ่งสามารถแสดงภูมิประเทศในระดับจุลภาคของพื้นผิวตัวอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีความสัมพันธ์เพียงเล็กน้อยกับเลขอะตอม และโดยทั่วไปจะใช้เพื่อระบุลักษณะภูมิประเทศของพื้นผิวตัวอย่าง
อิเล็กตรอนแบบกระจายกลับ (BEI) หมายถึงอิเล็กตรอนพลังงานสูงที่หลุดออกจากพื้นผิวของตัวอย่างอีกครั้งหลังจากที่อิเล็กตรอนที่ตกกระทบมีปฏิสัมพันธ์กับตัวอย่าง เมื่อเทียบกับอิเล็กตรอนทุติยภูมิ อิเล็กตรอนที่กระจายกลับมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับเลขอะตอมของตัวอย่าง และความลึกของการรวบรวมจะลึกกว่า โดยส่วนใหญ่ใช้เพื่อสะท้อนลักษณะองค์ประกอบของตัวอย่าง
ชั้นเรียนความรู้
ถาม: การวิเคราะห์ความล้มเหลวคืออะไร
ตอบ: ที่เรียกว่าการวิเคราะห์ความล้มเหลวนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ความล้มเหลว ผ่านการรวบรวมข้อมูล การตรวจสอบด้วยสายตา และการทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ฯลฯ เพื่อกำหนดตำแหน่งความล้มเหลวและโหมดความล้มเหลวที่เป็นไปได้ นั่นคือ ตำแหน่งความล้มเหลว
จากนั้น ตามโหมดความล้มเหลว ชุดของวิธีการวิเคราะห์ถูกนำมาใช้เพื่อดำเนินการวิเคราะห์สาเหตุและการตรวจสอบสาเหตุที่แท้จริง
สุดท้าย ตามข้อมูลการทดสอบที่ได้รับในกระบวนการวิเคราะห์ รายงานการวิเคราะห์จะถูกจัดทำขึ้นและเสนอข้อเสนอแนะสำหรับการปรับปรุง
กรณีการประยุกต์ใช้การวิเคราะห์เชิงปฏิบัติ
1. การสังเกตและการวัดค่า IMC ของสารประกอบระหว่างโลหะ
การเชื่อมจำเป็นต้องอาศัยชั้นโลหะผสมที่เกิดขึ้นบนผิวรอยต่อ ซึ่งก็คือชั้น IMC เพื่อให้บรรลุความต้องการความแข็งแรงของการเชื่อมต่อ IMC ที่เกิดจากการแพร่มีรูปแบบการเติบโตที่หลากหลาย ซึ่งมีผลกระทบเฉพาะต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของทางแยก โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้หาก IMC หนาหรือบางเกินไปจะส่งผลต่อความแข็งแรงของแนวเชื่อม
2. การสังเกตและการวัดชั้นที่อุดมด้วยฟอสฟอรัส
สำหรับแผ่นอิเล็กโทรดที่บำบัดด้วยสารเคมีนิกเกิลโกลด์ (ENIG) หลังจากที่ Ni เข้าร่วมการเจือแล้ว ฟอสฟอรัสส่วนเกินจะถูกเพิ่มคุณค่าและเข้มข้นที่ขอบของชั้นโลหะผสมเพื่อสร้างชั้นที่อุดมด้วยฟอสฟอรัส หากชั้นที่อุดมด้วยฟอสฟอรัสมีความหนาเพียงพอ ความน่าเชื่อถือของข้อต่อประสานจะลดลงอย่างมาก
3. การวิเคราะห์การแตกหักของโลหะ
วิเคราะห์ปัญหาพื้นฐานบางประการของการแตกหักผ่านรูปร่างของรอยร้าว เช่น จุดกำเนิดของรอยร้าว คุณสมบัติของรอยร้าว โหมดการแตกหัก กลไกการแตกหัก ความเหนียวของการแตกหัก สภาวะความเครียดในกระบวนการแตกหัก และอัตราการเจริญเติบโตของรอยร้าว การวิเคราะห์การแตกหักได้กลายเป็นวิธีการที่สำคัญสำหรับการวิเคราะห์ความล้มเหลวของส่วนประกอบโลหะ
4. การสังเกตปรากฏการณ์การกัดกร่อนของนิกเกิล (แผ่นดำ)
รอยแตกจากการกัดกร่อน (รอยแตกโคลน) และพื้นผิวของชั้นนิกเกิลหลังจากการลอกทองจะสังเกตได้จากพื้นผิวการแตกหัก และมีจุดดำและรอยแตกจำนวนมากซึ่งเป็นการกัดกร่อนของนิกเกิล จากการสังเกตลักษณะทางสัณฐานวิทยาของส่วนของชั้นนิกเกิล สามารถสังเกตการกัดกร่อนของนิกเกิลได้อย่างต่อเนื่อง เป็นการยืนยันเพิ่มเติมว่าแผ่นเชื่อมที่มีความสามารถในการเชื่อมต่ำมีปรากฏการณ์การกัดกร่อนของนิกเกิล และการเติบโตของ IMC ที่ไซต์การกัดกร่อนของนิกเกิลนั้นผิดปกติ ส่งผลให้ความสามารถในการเชื่อมไม่ดี
