Volfrám és réz elektródák összetételének meghatározása pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM)

A vizsgálat háttere:
 
Egy partnercégünk anyagösszetétel vizsgálatának lehetőségével kereste meg az Atestor Kft.-t. A cég kompaktáló berendezésekben az erek összehegesztésére volfrám és réz elektródákat használ, annak függvényében, hogy milyen terméket szeretnének hegeszteni. A cég minőségügyi osztályán felmerült a kérdés, hogy a felhasznált elektródák beszállítóját le tudják-e valahogy ellenőrizni, azaz vajon ténylegesen nagytisztaságú volfrám és réz elektródákat szállítanak-e be a számukra?

A felmerült kérdések tisztázására felmerült egy független, külsős labor lehetősége. Mivel az Atestor Kft. már korábban is kapcsolatban állt a céggel – több közös munkájuk során – így ezúttal is minket kerestek meg tesztigényükkel.

A megkeresés és annak protokollja, a korábbi tapasztalatokra is építve egyszerűen és gyorsan lezajlott. A partnercég igénye tehát a beszállított elektródák anyagösszetételének vizsgálatára vonatkozott, melyre mi a pásztázó elektronmikroszkóp vizsgálati módszerét ajánlottuk.
 
A vizsgálati módszerről röviden:
 
A pásztázó elektronmikroszkóp (angolul: Scanning Electron Microscope, SEM) olyan elektronoptikai eszköz, amely a vizsgált tárgy felszínének meghatározott területét irányított vékony elektronnyalábbal, pontos minta szerint végigpásztázza, az elektronsugár és a tárgy kölcsönhatásából származó jeleket erre alkalmas detektorokkal érzékeli, és ezeket megfelelően feldolgozva, az elektronsugár mozgásával szinkronizálva képileg - esetleg más formátumban, pl.: spektrum - kijelzi.

Mivel az elektronsugár és a tárgy kölcsönhatásaként számos, az anyag adott felületére jellemző típusú jel keletkezik, lehetővé válik a minta különböző tulajdonságainak képszerű megjelenítése, vagy a vizsgált anyag tulajdonságainak, a vizsgálati terület helyének – képileg is azonosítható – meghatározása. Ilyen módon a vizsgált anyag alaki (morfológiai) sajátosságain túlmenően, a készülék felszereltségétől függően számos más tulajdonság is vizsgálható lehet (például a kémiai összetétel).

Mindezek ellenére a pásztázó elektronmikroszkóp legáltalánosabban használt sajátossága az, hogy a vizsgált anyagok felszínének alaki tulajdonságairól nagy felbontású és nagyítású, ugyanakkor nagy mélységélességű képet tud alkotni.

Pásztázó transzmissziós elektronmikroszkóp

A vizsgálat sikeresen lefutott, mely során kiderült, hogy a beszállító valóban nagytisztaságú volfrám és réz elektródákkal látja el a partnercéget. Így tehát elmondható, hogy a vizsgálat eredménye a megrendelő megelégedésére szolgált.
 

Elektródák a vizsgálótérben

A képeken látszik, hogy 50x-es nagyításnál az anyagok felülete homogén, nem láthatók szennyeződések. A vizsgáltról jegyzőkönyv is született, amiben a mért alkotóelemek is feltüntetésre kerültek. Ezek az adatok lentebb láthatók.

Réz elektróda 50x-es nagyításnál		Volfrám elektróda 50x-es nagyításnál

Alkotóelem	[%]	Alkotóelem	[%]
Cu	98,89	W	98,22
Cr	0,89	Re	0,95
Ni	0,09	Ta	0,37
Fe	0,04	Ti	0,11
Co	0,03	Hf	0,07
Sn	0,03	Ag	0,07
Mn	0,02	Fe	0,07
Nb	0,01	Cd	0,06
		Mn	0,05
		Co	0,03
		Pb	0,01