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Schnelle Elektronenmikroskopie und automatische Partikelanalyse

ParticleMetric

Phenom mit ParticleMetricTM 1.0

Diese neue All-in-One-Lösung vereint schnelle Elektronenmikroskopie mit automatischer Partikelanalyse. Auf Basis der Phenom Desktop-Elektronenmikroskope steht ein neues Analysesystem zur automatisierten Charakterisierung von mikro- und nanoskaligen Partikeln zur Verfügung.

Die Charakterisierung von Partikeln ist eine der wichtigsten Aufgaben in der verfahrenstechnischen Produktentwicklung und -herstellung, da die Partikeleigenschaften direkten Einfluss auf die Materialeigenschaften haben.

Dabei ist für die Beurteilung von Partikeleigenschaften die Darstellung der tatsächlichen Form besonders wichtig, insbesondere wenn es um Fragestellungen zu Erscheinungsbild, Agglomerationsverhalten, Stabilität, Aspektverhältnis, Mischungsverhalten, Fremdstoffanteil, etc. geht.

Die visuelle Charakterisierung von Partikeln mit Lichtmikroskopen ist auf Partikelgrößen im Bereich von Mikrometer bis Millimeter beschränkt. Allerdings erschwert die mangelnde Schärfentiefe und ggf. eine ungünstige Farbe eine schnelle und effektive Abbildung. Andere optische Verfahren sind (idealisierte) rechnerische Verfahren, die aber eine tatsächliche Partikelform nicht wiedergeben können.

Mit ParticleMetric 1.0 steht erstmals eine Lösung zur Verfügung, die die Vorteile des schnellen Desktop-REM Phenom mit einer schnellen, automatischen und unkomplizierten Software zur Charakterisierung von mikro- und nanoskaligen Partikeln verbindet.

Das System ist auf das Phenom Desktop-Rasterelektronenmikroskop abgestimmt. Die Bedienoberfläche ist intuitiv und ermöglicht eine anwenderunabhängige Reproduzierbarkeit von Auswertungen.

ParticleMetric 1.0 ist mit allen Phenom Geräteversionen kompatibel und lässt sich einfach nachrüsten. Voraussetzung ist die Applikationsplattform ProSuite, die unter Windows 7 läuft.

ParticleMetric Abb 1
Abb. 1: Das Ergebnis der Detektionsparameter wird zunächst farbig dargestellt, bevor man es auf die gesamte Bildserie anwendet.
ParticleMetric Abb 2
Abb. 2: Darstellung der vereinzelten Partikel in der Bilddatenbank

Quelldaten

Quelldaten sind mit dem Phenom Desktop-Elektronenmikroskop aufgenommene REM-Bilder.

Hochentwickelte Algorithmen zur Erkennung und Separation von Partikeln unterstützen die Anwender. Zum Beispiel muss vermieden werden, dass Partikel mit eigenen Oberflächenkontrasten in mehrere Partikel zerlegt werden. Die Bedienoberfläche macht es den Anwendern leicht, die Partikeldetektion so anzupassen, dass alle relevanten Partikel sicher erfasst werden. Kryptische Menüs gehören der Vergangenheit an.

Der Erfassungsbereich für die automatische Detektion reicht von 100 nm bis zu mehreren 100 µm. Einmal konfiguriert, detektiert ParticleMetric pro Minute bis zu 1000 Partikel. Pro Projekt können maximal 400 Bilder ausgewertet werden.

Im Analysebereich werden die detektierten Partikel zunächst in vereinzelter Form in einer Bilddatenbank abgelegt. Dies erfolgt voll automatisch. Ausreißer können einfach durch Auswahl in einem Diagramm aus der Grundgesamtheit separiert werden. In der Datenbank bleiben sie aber erhalten, so dass sie später wieder in Auswertungen einbezogen werden können.

Es stehen eine Vielzahl von Auswertemöglichkeiten zur Verfügung: Durchmesser, Sehnenlänge, Aspektverhältnis, Spheriziät, Konvexität, Oberfläche, Umfang, kalkuliertes Volumen u.v.m.

Diese Parameter können in unterschiedlicher Weise in Diagrammen dargestellt werden. 

Integriertes Reporting-Tool

Beim Abspeichern der Ergebnisse erzeugt die Software automatisch eine Projektdatei, die jederzeit um weitere Messungen ergänzt werden kann. Gleichzeitig wird ein Report im Open-XML-Format abgespeichert, der zwei Referenzbilder der Partikel (REM und Partikeldetektion), sowie die erzeugten Diagramme und Messdaten enthält.

Nebula1TM

Voraussetzung für eine aussagefähige Partikelanalytik ist die Erzeugung einer gleichmäßigen, repräsentativen Verteilung der Partikel auf dem Probent räger. Phenom-World hat hierfür ein neues Präparationswerkzeug entwickelt. Nebula1 ist ein Vakuumzerstäuber, bestehend aus Vakuumzylinder, Vakuumpumpe und Steuereinheit.

Das Funktionsprinzip ist denkbar einfach. Nachdem das gewünschte Vakuum im Zylinder erzeugt ist, werden die Partikel über das Einlassventil (oben) schlagartig eingesogen und 
gleichmäßig „zerstäubt“. Bei empfindlichen Partikeln kann durch Anpassung des Vakuums die Bruchbildung minimiert und umgekehrt Agglomerate wieder vereinzelt werden.

Nebula

Im Zylinder können mehrere REM-Probenträger oder Objektträger aus Glas positioniert werden. Dies ermöglicht zum Beispiel die gleichzeitige Beschichtung für das REM und die optische Mikroskopie. Nach Gebrauch lässt sich der Zylinder einfach reinigen.

Der Partikelzerstäuber kann sowohl zusammen mit ParticleMetric oder auch einzeln bestellt werden.


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Kontakt

Carsten Pape
Product Manager - Electron microscopy
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Fax: +49 6151 8806921
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