Analyse microscopique de défauts

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sur toutes surfaces, filtres et matrices

À la maison, les particules sont une nuisance qui peut être rapidement éliminées avec un aspirateur. Toutefois, dans les applications industrielles, une microparticule peut rapidement coûter très cher à long terme.

Des taches de poussière peuvent gâcher tout un travail de peinture et réduire la durabilité des composants mécaniques et électroniques scellés. C'est pourquoi les salles blanches et les filtres à air jouent un rôle crucial pour éviter les contaminations.

Les microplastiques sont un problème plus récent lié aux particules. Ils sont introduits dans l'environnement depuis des décennies et commencent à refaire surface dans nos aliments et les boissons, tels que l'eau en bouteille.

La microscopie IRTF et Raman offre des approches similaires mais complémentaires pour l'analyse des particules organiques et inorganiques. Ils sont utilisés pour identifier chimiquement les contaminants et créer des cartes chimiques montrant la distribution des particules.

L'avantage de l'IRTF est une solution prête à l'emploi qui permet d'analyser les particules sur tous les substrats, surfaces, filtres et échantillons, généralement sans qu'il soit nécessaire de préparer minutieusement les échantillons.

La spectroscopie Raman est capable de caractériser une gamme plus large de matériaux inorganiques et permet de résoudre spatialement les fibres et les particules de l'ordre du nanomètre.

Les deux techniques ont des avantages distincts et c'est souvent l'application qui décide si la spectroscopie IRTF ou Raman ou les deux sont utilisés. Les deux techniques peuvent être facilement automatisées et le bon logiciel peut vous aider à obtenir des résultats rapides.

Plus d'informations dans la note d'application sur l'analyse automatisée de particules: M181

Les exemples d'application suivants donnent un aperçu du vaste potentiel de la microscopie en spectroscopie vibrationnelle!

Inclusion dans la matrice polymère (IRTF)

Les polyuréthanes sont utilisés dans la fabrication de sièges en mousse à haute résilience, d'adhésifs à haute performance, de revêtements de surface et de mastic de surface, de fibres synthétiques, de sous-couches de tapis, de pièces en plastique dur, de tuyaux et de tubes.

Lors de la fabrication des tubes, des inclusions et des contaminations dans le matériau peuvent conduire à des défauts de qualité et donc à la création de points de rupture prédéterminés.

Dans cet exemple, un produit à base de PU a été étudié en utilisant la microscopie IRTF-ATR. Dans l'image visuelle (voir ci-dessous), les inclusions dans la matrice polymère transparente sont clairement visibles.

En utilisant des diaphragmes couteaux, le point d'analyse a été placé avec une précision telle que la matrice en PU n’interférait pas avec la mesure.

Les petites taches blanches ont été facilement identifiées comme étant des particules de polyamide, tandis que la grande contamination «semblable à une fibre» était plus difficile à atteindre. Par comparaison spectrale, il a été possible de déterminer que les composants principaux étaient un ester d'acide gras, ainsi qu'un sulfate et un carbonate non spécifiés.

De telles analyses peuvent fournir des indices importants sur l'origine des contaminations et se sont révélées être un outil efficace de résolution de problème.

Lisez la note technique! MIC411

Microplastiques sur sédiments

Les particules peuvent ne pas toujours rester nettes les unes à côté des autres sur un filtre pour l'analyse. Parfois, les particules ne peuvent pas être extraites pour être étudiées et doivent être analysées sans préparation d'échantillon.

L'étude de la contamination microplastique est un exemple idéal, pour la microscopie IRTF-ATR, à analyser des particules sur n'importe quel substrat et matériau filtrant.

Il existe diverses techniques d’extraction permettant de séparer par densité les matières organiques et inorganiques présentes dans les lacs, les océans et les rivières, mais il est également possible de prélever un échantillon d’un sédiment fluvial et de l’analyser directement.

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Au-dessus, une longue fibre noire apparaît entre les sédiments inorganiques. Les carrés rouges correspondent aux tailles des diaphragmes couteaux qui ont été ajustés pour mesurer uniquement la fibre. On obtient un spectre de haute qualité quel que soit l'environnement.

De cette façon, la fibre a été identifiée sans ambiguïté comme étant du polyamide

Vous voulez en savoir plus sur l'analyse des microplastiques par IRTF?

Découvrez la note d'application M153

Contamination sur circuit électronique (RAMAN)

L'un des avantages de la spectroscopie Raman est la nature non invasive de l'analyse. La microscopie IRTF-ATR présente de nombreux avantages, mais il est toujours nécessaire d'avoir un contact suffisant entre le cristal ATR et l'échantillon.

Parfois, les échantillons étudiés sont si délicats que le contact physique peut causer des dommages. Dans les cas, comme la fabrication de wafer et de cartes de circuit imprimés, les contaminants particulaires sont un problème de longue date.

L'image ci-dessous montre les spectres Raman mesurés à partir de deux particules trouvées sur une carte de circuit imprimé récemment fabriquée.

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Les mesures ont été recueillies avec une excitation laser de 785 nm à une résolution spectrale de 4 cm-1 pendant une minute en utilisant le mode confocal du microscope Raman SENTERRA II avec un objectif 50 x 0,75 NA.

Les deux échantillons présentaient une fluorescence élevée, qui a été supprimée à l’aide de la fonction de correction de la ligne de base concave brevetée de Bruker.

Plus d'informations sur l'identification de particules avec la spectroscopie Raman peuvent être trouvée dans la Note: R530

Particule dans l'eau derrière le verre (Raman)

La spectroscopie Raman peut faire certaines choses que l'IRTF ne peut pas - et vice versa. L'une des applications est la capacité de mesurer de manière confocale, ce qui signifie que la mesure est effectuée derrière ou à l'intérieur d'un matériau optiquement transparent.

Dans ce cas, une ampoule pharmaceutique scellée a été examinée. L'inspection au microscope a rapidement montré une petite inclusion flottante (voir ci-dessous) qui a été analysée chimiquement par microscopie Raman.

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Une fois que le spectre Raman a identifié la particule en suspension comme étant du coton, la source de contamination a été élucidée. La particule est probablement arrivée dans l'ampoule par voie aérienne, avant d'être remplie et scellée.

Une autre utilisation de la microscopie Raman confocale est l'investigation d’écrans et de panneaux d’affichage

Vous voulez en savoir plus sur la microscopie confocale Raman?

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