一项新技术,锂合金和化合物的表征

为什么锂的研究和开发,利用电子显微镜如此有用吗?

化合物和锂合金有非常重要的应用在21世纪的世界,无论是锂离子电池用于电动汽车车辆或移动电子设备或,如轻量级结构合金在航空航天和汽车行业。

这些技术是重要的商业价值,但重要的是,进一步发展和更大的采用是必不可少的能源削减计划会议时,我们的政府已经制定了未来10,20年,30年。

电子显微镜是一个关键的描述工具已经在这些细分市场。这种技术用于研究和开发和故障分析,无论是分析锂离子电池的结构,观察电极之间的界面粘结剂和分离器或计算单元内颗粒的分布特征。yabo214

它也可以用来研究轻量级的结构合金和揭示了显微组织和晶粒取向出现在加工后的材料。

轻量级的结构合金。EBSD IQ +定向地图揭示了微观结构的一个轻量级的结构合金的热影响区。

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锂市场面临的主要挑战是什么方面的创新?

无法映射锂分布扫描电子显微镜在推动这些技术提供了一个主要障碍。

元素分布在微尺度材料或设备通常是使用一个称为能量色散光谱的技术决定,EDS。在这种技术中,电子束的扫描电镜x射线荧光产生的样本。通常,这些x射线的能量是原子产生的特征,允许用户确定点的元素成分分析。通过扫描点标本,数组元素可以生成地图揭示了元素分布在一个样本。

该技术具有较高的敏感性和特异性与亚微米空间分辨率,可以量化。

尽管研究人员可以识别mamost元素周期表中的元素的存在,仍有一些关键元素的分布不能用EDS观察如锂。

这不仅仅是一种特殊的合金系统,这是一个问题。在几乎所有商业上重要的材料,它是不可能确定锂的存在通过EDS没有保证x射线亚博网站下载实际上是由一个标本,其中包含锂锂。x射线能量及其荧光产额取决于锂键状态,在某些材料或化合物,它只是一个自然定律,一个物理定律,没有锂会产生x射线。亚博网站下载

这问题扩展到锂SEM如何?

在少数场合当锂x射线产生的样本,他们也容易吸收之前到达EDS传感器,因为他们有很低的能量。这意味着他们很容易吸收表面污染,可表面碳和碳氢化合物的存在,例如,或氧化层。

一些专业锂探测器已经商业化;然而,他们已经检测的极限大约20 wt. %可相当于一半的原子由于锂样品中存在的低相对分子质量。

通常,只有这样,这些探测器检测锂的工作是改变锂-破坏试件的粘结状态解放金属锂,然后分析了x射线产生的损坏样品。

你能解释新方法奥地利理工学院的研究人员已经开发出解决这个锂挑战?

我们开发了一个全新的方法electrin显微镜基础上组成差分法;这种类型的分析以及接受相关化学分析技术如色谱法。

这篇作文的区别方法使用两个不同的信号,可量化,然后比较来确定什么是失踪。

在这种方法中,我们把一个量化的背散射电子信号,这取决于所有元素,来确定一个地区的平均原子序数,我们分析的兴趣。同一地区的利益,我们也收集EDS的信号。EDS信号允许我们量化non-lithium元素在一个样本。

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如何创新Gatan和EDAX技术帮助研究人员在这个新方法提取准确的数据吗?

我们有这两个不同的数据流,我们收集使用OnPoint Gatan背散射电子探测器,和辛烷精英或选举从EDAX超级EDS系统。通过比较这两个数据集,我们能够提取锂的内容缺少EDS的信号。

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用差分法的组合,我们可以量化位数体重百分比锂具有良好的精确度约1 wt. %。

后向散射电子信号的组合和定量EDS分析使我们能够生成并从样品中提取这些锂地图。例如,在magnesium-lithium-aluminum合金,我们能够生成个位数的重量百分比锂的地图映射在SEM通过成分定量差分法使用辛烷精英超级EDS探测器和OnPoint背散射电子探测器。

这是一个非常激动人心的发展特征的化合物和锂合金真的让研究人员给他们的锂的研究。

参考:奥地利,j。Simson C。,Großalber, A., Frank, S., & Gneiger, S. (2021). Spatial lithium quantification by backscattered electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy.Scripta Materialia,194年,113664年。

约翰内斯·a .奥地利博士

约翰内斯·a .奥地利博士是一个资深科学家LKR光金属技术,奥地利的子公司理工学院。他发展小说扫描电镜的方法来支持他的工作光金属加工和合金的发展。奥地利博士是国际社会的一员和体视学图像分析(ISSIA),赢得了社会的著名博士在2019年的竞争。在空闲时间,他喜欢徒步旅行,攀岩等户外活动。

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