O Sistema de polimento através de feixe de íons (Ion Milling) IM4000Plus utiliza um método de polimento através de feixe de íons Ar+ amplo e de baixa energia para fazer seção transversal mais ampla e sem distorção ou polimento de superfícies, sem aplicar tensão mecânica à amostra.

O Ion Milling da Hitachi oferece duas configurações de polimento em um único aparelho.

Anteriormente, eram necessários dois sistemas separados para realizar a seção transversal (E-3500) e o polimento fino de superfície de amostra de área ampla (IM3000), mas com o IM4000Plus da Hitachi, as duas técnicas podem ser executadas no mesmo equipamento.

Além disso, com um aumento na taxa de polimento máxima para 500 μm/h, o novo design do canhão de íons de Ar do IM4000Plus permite uma redução dos tempos de processamento da seção transversal em até 66% em comparação com o IM4000 anterior.

Ademais, todo o estágio de amostra do IM4000Plus pode ser removido por conveniência ao definir a amostra e posicionar com precisão uma aresta de seção transversal usando um microscópio óptico externo de alta resolução.

Seção Transversal

Polimento mecânico convencional ou técnicas de corte em materiais macios e compostos aplicam forças significativas à amostra e muitas vezes resultam em danos, como arranhões, manchas, fissuras, entre outros.

Em contraste, a pulverização catódica por feixe de íons é um processo físico livre de estresse em que os átomos são ejetados de um material alvo devido ao bombardeio por partículas energizadas.

As seções transversais com qualidade de superfície espelhada são criadas utilizando uma máscara resistente ao feixe de íons em uma superfície de amostra, de modo que metade do feixe de íons incidente verticalmente seja bloqueado pela máscara. A outra metade do feixe de íons remove gradualmente o material da amostra que se projeta da máscara e, como resultado, uma planície é formada abaixo da borda da máscara protetora.

A gama de materiais e amostras que podem ser submetidos à seção transversal de íons não se limita à matéria dura. Na verdade, uma seção de alta qualidade pode ser obtida com o IM4000Plus, mesmo com amostras suaves, como papel, polímeros e pós.

Polimento de Superfície

As áreas largas e polidas podem ser obtidas conforme o eixo central de rotação (ou oscilação) da amostra é deslocado do centro do feixe de íons, compensando assim a distribuição de intensidade do perfil do feixe de íons.

Um ângulo de incidência de feixe variável (livremente selecionável, de incidência vertical para incidência superficial) permite um alisamento perfeito, por exemplo, na preparação para análise EBSD, ou um aprimoramento seletivo das características da superfície da amostra (polimento em relevo) para observação MEV otimizada.

Um microscópio óptico de alta resolução está disponível como opção ao IM4000Plus para permitir a observação ao vivo da área de seção transversal através de uma janela na câmara de processamento. Isso dá suporte ao usuário em várias tarefas, como decidir o ponto final do polimento de amostra ao lidar com materiais desconhecidos.

 

CARACTERÍSTICAS

O Sistema de polimento Ion Milling IM4000Plus são a segunda geração de instrumentos híbridos da série IM4000 que suportam polimento de seção transversal e polimento superficial. Uma ampla variedade de configurações do sistema está disponível: Padrão, Resfriamento, Proteção de Ar (hermético) e Resfriamento e Proteção de Ar.

. Polimento mais rápido com ótica iônica aprimorada (> 500 µm/h a 6 kV);

. Processo de polimento intermitente para dissipação de calor ao manusear materiais termicamente sensíveis;

. Operação criogênica aprimorada com controle preciso de temperatura (modelo de resfriamento);

. Maior precisão do alinhamento da posição da máscara para polimento de seção transversal específico do local.

 

Unidade de Resfriamento

As versões criogênicas do IM4000Plus fornecem resfriamento ativo do estágio de polimento da seção transversal durante o processamento da amostra. Um dewar de nitrogênio líquido é conectado ao estágio de seção transversal para remover efetivamente o calor induzido pelo polimento de feixe de íons da máscara de proteção e da amostra.

A unidade digital de controle de temperatura criogênica (CTC) permite que o usuário defina uma temperatura de resfriamento desejada durante o processo de polimento. Isso é obtido colocando-se um aquecedor e um sensor de temperatura diretamente na máscara de blindagem de seção transversal, de modo que qualquer temperatura de processo desejada possa ser mantida com precisão.

No final do processo de polimento, o estágio da amostra resfriada é suavemente aquecido até a temperatura ambiente para evitar a formação de gelo ou condensação de água na superfície da amostra.

O resfriamento da amostra faz com que essa possa suportar o polimento de seção transversal sem danos, mesmo sendo ela altamente sensível à temperatura, como polímeros ou metais macios. No entanto, mesmo com o resfriamento aplicado, é importante escolher os parâmetros adequados, especialmente para amostras com baixa condutividade térmica, porque o calor gerado no ponto de impacto do feixe de íons deve primeiro ser efetivamente conduzido para as partes resfriadas. O IM4000Plus com CTC fornece altas correntes de feixe de íons, mesmo em voltagens mais baixas e é, portanto, ideal para este tipo de trabalho.

 

Opção de dissipador de calor passivo

Para aplicações ocasionais sensíveis à temperatura, um bloco dissipador de calor pré-resfriado, disponível opcionalmente, pode ser facilmente conectado ao polimento de seção transversal da unidade IM4000Plus padrão. Pré-resfriando este bloco de resfriamento em um freezer antes de iniciar o polimento, as amostras podem ser resfriadas de forma eficaz durante os curtos tempos de processamento típicos no IM4000Plus.

 

Unidade de suporte de proteção de ar

Materiais avançados, especialmente aqueles relacionados à pesquisa de baterias de lítio, requerem proteção rigorosa da atmosfera durante a transferência, desde a preparação da seção transversal até a análise por meio de SEM.

IM4000Plus Air Protect é uma solução adaptável para instrumentos IM4000Plus que permite que amostras preparadas e encapsuladas sob condições atmosféricas de proteção sejam carregadas na glove box e, em seguida, no IM4000Plus e exportadas sob condições de vácuo após a seção transversal.

Um mecanismo manipulador conectado à janela de visualização no topo da câmara da amostra permite que cápsulas de amostras seladas sejam abertas após a evacuação do IM4000Plus e sejam encapsuladas antes da ventilação da câmara.

As cápsulas padrão podem ser transferidas diretamente para as câmaras de troca com proteção de ar, que estão disponíveis opcionalmente para todos os FEGs Hitachi. O encapsulamento de amostras a serem polidas é suportado por um mecanismo de máscara de proteção e suporte totalmente mecânico, que elimina a configuração mecânica fina e as tarefas de ajuste que geralmente são difíceis de realizar usando luvas de borracha grossas dentro da glove box.

 

Conheça mais sobre o Sistema de polimento através de feixe de íons (Ion Milling) no site da Hitachi: Ion Milling System IM4000Plus (hitachi-hightech.com)

Conheça também o ArBlade 5000, avançado sistema de polimento iônico: Sistema de polimento por feixe de íons ArBlade 5000 – dpUNION