ArBlade 5000 : un outil de préparation d'échantillons innovant et performant pour le MEB

Révélation de structures internes complexes à l'échelle microscopique par broyage ionique

Une analyse MEB significative nécessite une préparation de haute qualité de l'échantillon. Les techniques conventionnelles de préparation mécanique des échantillons pour des surfaces ou des coupes transversales sans artefacts, telles que le meulage et le polissage mécaniques, la fracturation ou la coupe par des ciseaux ou des couteaux, etc. Cependant, ils peuvent également échouer, en particulier lorsqu'il s'agit de composites et de structures stratifiées de dureté différente, de matériaux fragiles, etc.

D'où la nécessité de recourir à de meilleures techniques, dont la puissante méthode de fraisage par faisceau d'ions large qui sera étudiée dans cet article.

Qu'est-ce que le broyage par faisceau d'ions large ?

Le broyage par faisceau d'ions larges (BIB) est une technique complémentaire de préparation d'échantillons MEB qui utilise à l'échelle microscopique des ions Argon accélérés pour pulvériser de la matière sur la surface d'un échantillon, ce qui est comparable au sablage macroscopique pour le nettoyage des pièces. Comme cette technique n'applique aucune force mécanique susceptible de provoquer une déformation ou un déplacement du matériau, les résultats sont des surfaces propres à l'échelle du millimètre qui révèlent la "vraie" nature de l'échantillon et conviennent donc parfaitement à l'imagerie et à l'analyse par MEB.

Deux méthodes de fraisage différentes sont utilisées pour préparer les échantillons : le fraisage de sections transversales et le fraisage à plat.

Dans le cas du fraisage en coupe, un masque est placé entre le canon à ions et l'échantillon, une partie de l'échantillon dépassant le masque et étant ainsi exposée à l'irradiation par les ions argon. Cette méthode est idéale pour la préparation de structures multicouches complexes difficiles à polir.

Le fraisage à plat est couramment utilisé après le polissage mécanique pour créer des finitions d'échantillons sans défaut et extrêmement lisses. La profondeur et le taux de fraisage peuvent être contrôlés en ajustant des paramètres tels que l'énergie des ions et l'angle de fraisage. Le faisceau d'argon frappe la surface de l'échantillon sous un angle, et une large zone d'échantillon peut être traitée en déviant l'axe du faisceau de l'axe de rotation de l'échantillon.

Le fraisage de sections transversales et le fraisage à plat présentent tous deux des avantages pour de nombreuses industries telles que le stockage de l'énergie et les énergies renouvelables, les semi-conducteurs et la microélectronique, la métallurgie, les revêtements et l'emballage. Elles peuvent être utilisées pour des applications critiques telles que l'étude de l'épaisseur et de l'homogénéité de la couche de matériau actif dans les batteries lithium-ion ou le contrôle des propriétés des couches minces dans l'industrie des revêtements, pour n'en citer que deux.

Combinaison du fraisage BIB et de l'analyse MEB

Hitachi High-Tech propose également une gamme variée de produits dans le domaine des microscopes électroniques, allant du MEB compact de table avec analyse élémentaire intégrée au MEB conventionnel à grande chambre, en passant par le MEB à haute résolution piloté par une source d'électrons à émission de champ (FE-SEM), jusqu'aux microscopes électroniques à transmission (MET) pour effectuer des analyses détaillées précises.

Le fait de disposer à la fois d'outils de préparation d'échantillons par faisceau d'ions et d'outils d'analyse par MEB permet des combinaisons puissantes pour des applications spécifiques telles que le transfert direct d'échantillon d'outil à outil dans des conditions de gaz inerte, ce qui est essentiel pour l'étude d'échantillons sensibles à l'oxydation ou à l'humidité, par exemple des échantillons provenant du domaine des batteries lithium-ion.

Fraisage BIB pour une large gamme d'applications

La plate-forme ArBlade 5000 est modulaire et offre de nombreuses possibilités d'adaptation aux besoins d'applications spécifiques. Pour les préparations de sections transversales, les largeurs peuvent être réglées de manière flexible en fonction des exigences réelles jusqu'à 10 mm, les échantillons sensibles à la température peuvent être activement refroidis, plusieurs échantillons peuvent être réglés en même temps pour un traitement automatique séquentiel, etc.

Le fraisage à plat offre des avantages tels que la possibilité de finir le fraisage avec des énergies de faisceau d'ions très faibles, ce qui permet d'obtenir une qualité de surface optimale pour l'analyse EBSD.

En résumé

Le fraisage BIB est une méthode puissante de préparation d'échantillons qui peut traiter même des échantillons très complexes et sensibles. Avec une solution dynamique telle que l'ArBlade 5000 ou son petit frère l'IM4000II, les utilisateurs de multiples industries peuvent dévoiler la structure interne d'un échantillon pour révéler et comprendre sa vraie nature sans aucun défaut que les méthodes mécaniques conventionnelles produiraient autrement.

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