離子研磨儀和掃描電鏡-失效分析研究的好搭檔
 

　　失效分析是經驗和科學的結合，失效分析就如醫生，工藝設計之初，要有預防對策；產品生產後，進行體檢，找出其中的隱患，給出預防辦法去防止；失效發生後通過各種手段查找原因。就像醫生，要驗血，照 X 光，做 B 超等，根據檢驗的數據進行分析是什麽症狀並對症下藥，給出補救辦法。
 

　　但是從根本上避免產品失效，失效分析應該參與到產品的各個設計環節中。對失效產品的研究，通常借助掃描電鏡來觀察失效產品的表麵及斷麵情況，選擇合適的製樣設備，來進行表麵拋光或者斷麵切割，對於在掃描電鏡下觀察失效位置的實際情況至關重要，離子研磨儀就是這理想之選。
 

　　以鋰電池的失效分析為例，電池在循環過程中，離子的脫嵌與嵌入會引起一次顆粒的體積變化，會影響內部的間隙。一次顆粒之間間隙會影響顆粒之間 Li 離子傳輸，使內阻增加，從而影響電池性能。因此需要觀察顆粒的內部結構，才可以看出顆粒內部是否存在裂紋、孔洞等。
 

圖1 鋰電池結構示意圖
 

　　觀察顆粒的內部結構，就需要將顆粒進行切割，傳統的切磨方法會改變顆粒的斷麵結構，無法真實真實顆粒的內部情況。使用離子研磨儀切割的方法，通過使用合適的能量離子槍，利用離子束進行剖麵切削或表麵拋光處理，可以有效解決以上問題。
 

　　將多晶三元材料通過離子研磨儀切割後，可以有效觀察到顆粒內部的真實情況，觀察顆粒內部的晶粒結構和晶相組成。
 

　　隨著鎳含量的增加，裂紋的產生和擴展現象加劇，高 Ni 含量的正極材料的裂紋延伸到表麵，電解液可以沿著裂紋滲入到顆粒的內部，在一次顆粒的表麵生成 NiO 相，加速電池電化學性能的惡化。通過離子研磨切割後，結合 SEM 圖可以有效觀察分析正極材料充放電後的狀態，進一步來研究裂紋的發展。
 

　　離子研磨儀可廣泛用於各個領域的失效分析，用來進行斷麵和內部結構的觀察。
 

　　金屬材料· 失效分析
 

　　金屬結晶結構異常隱蔽性很強，此隱性憂患缺陷尺度等級，往往達到微米與納米等級，且突發破壞率大，因此具有嚴重的危害性。金屬材質中的雜質、介在物、空洞、腐蝕開裂等都無法在後續加工中去除，反而容易造成更嚴重的破壞。
 

放入飛納掃描電鏡進行觀察
 

　　通過使用掃描電鏡(SEM)+ 能譜(EDS)分析，對晶粒大小，晶粒結構，相位組成，元素組成，夾雜介在物分析，發現失效的鋼管基材明顯存在較多汙染物，且焊界結晶明顯沿晶開裂，在正常區存在空洞及金屬介在物，可以判斷出故障發生的主要原因。
 

　　PCB / PCBA· 失效分析
 

偏光膜異物分析
 

電子元器件 · 失效分析
 

複合材料 · 失效分析
 

圖 陶瓷複合材料後加工造成的裂紋
 

　　塗層 / 鍍層· 失效分析
 

高分子材料· 失效分析
 

圖 塑鋼材料強度不足失效分析
 

　　(飛納掃描電鏡全景拚圖：觀察整體分布情況)
 

圖 中心填料結構