Caracterización de la Partícula - Características del Analizador Avanzado del Control de calidad en Caracterizar Partículas No Nativas por Aspex Corporation

Temas Revestidos

Antecedentes
Control de calidad en la Fabricación Automotor e Industrial
Contaminantes de Evaluación con los Microscopios electrónicos de la Exploración (SEM)
Aplicaciones de los Microscopios electrónicos Personales de la Exploración (PSEM)
Análisis Fundamental Usando los Detectores Electrónicos del Retrodifusor (BSED)
Caracterización de la Partícula
Análisis de Datos
   El Señalar Tradicional de SEM
   Información y Validación Completo Automatizadas
Incidentes Inminentes Que Predicen
   Repetibilidad para la Superficie Total de Partículas
   Rotaciones de Comprensión de la Distribución Dimensional
   Rotaciones de Evaluación de la Caracterización Material con los Diagramas Ternarios
   Implicaciones de Datos
Resumen

Antecedentes

Desde su inicio, ASPEX se ha dedicado a sentir bien al experto reconocido en software y la instrumentación automatizados del microanálisis. Durante últimos años, ASPEX ha desplegado su enfoque a los sistemas automatizados fuente del control de calidad del microcontamination a los clientes con problemas de la limpieza de la contaminación y de la fabricación de la partícula, así como las soluciones innovadoras del microanálisis para vigilar la dinámica del desgaste y de la fatiga estructural en motores, motores, y otros sistemas mecánicos como parte de programas de mantenimiento proféticos.

Nuestra misión en ASPEX es traer a nuestros clientes UNA SOLUCIÓN TOTAL a sus requisitos del microanálisis en los ambientes de producción diarios - las soluciones que pueden ayudarles para lograr nuevos patrones de la calidad del producto, reducir el operatorio y los costos de la garantía, y aumentar sus fondos.

Control de calidad en la Fabricación Automotor e Industrial

Las prácticas Tradicionales del mando en las compañías de fabricación automotores e industriales confían típicamente en exámenes visuales de las membranas del filtro después de que se hayan pesado gravimétrico para determinar la cantidad de presente de los escombros. Las Partículas se implican directamente para los diversos modos de fallo de productos y se pueden conectar a los costos crecientes de la garantía. Además, los microscopios ópticos y los analizadores ópticos se pueden utilizar para obtener la información básica del apresto. Durante la última década el énfasis adicional se ha puesto en determinar la fuente de la contaminación, y más importantemente reducirla y/o la eliminación del proceso. Lamentablemente los métodos tradicionales de supervisión de la contaminación faltan en el respecto - ningún speciation material puede ser obtenido. Como consecuencia, un microscopio electrónico se emplea a menudo para revisar manualmente la membrana del filtro para caracterizar solamente algunas partículas dominantes del interés. Esta aproximación total al mando de contaminación es efectiva; sin embargo es necesitanda mucho trabajo y se sabe para ser irreproducible y altamente variable.

Contaminantes de Evaluación con los Microscopios electrónicos de la Exploración (SEM)

La puesta en vigor de una aproximación más aerodinámica, más concretamente, una que requiera solamente un único paso de progresión del análisis, es crítica a sostener un laboratorio acertado de la contaminación de la partícula. A menudo, los fabricantes consideran la utilización de un microscopio electrónico de exploración (SEM) conducto evaluaciones de la contaminación como herramienta excelente para la caracterización de la proyección de imagen y de materiales. Sin Embargo, una funciones dominantes de SEM se pasa por alto que son que es un analizador muy eficiente. Tomando En Cuenta esto, un sistema Avanzado (AQC) del Control de calidad fue desarrollado para permitir a investigadores pasa más tiempo en la determinación de una acción correctiva que en analizar las muestras ellos mismos. Las Partículas del interés en SEM son resueltas por su número atómico medio. Puesto Que los escombros cerco en el material de la membrana del filtro, un mecanismo inherente del contraste existe tales que las partículas aparecen brillantes y el fondo aparece oscuro. Por Lo Tanto, el analizador puede determinar qué parte de la muestra es una partícula y qué parte de la muestra es antecedentes. Con el uso de un conjunto único de dotación física, de algoritmos del ordenador, y de soluciones de la gestión de datos, el AQC mantiene la diapositiva del instrumento al proceso y sus operadores explorando muestrean completo desatendido.

Aplicaciones de los Microscopios electrónicos Personales de la Exploración (PSEM)

En 1992, ASPEX Corporation introdujeron el Electrón Personal original Microscope® de la Exploración (PSEM) y eran el primer ofrecimiento de un microscopio diseñado para los ambientes multiusos y una opción del bajo costo a los microscopios que eran producidos en ese entonces. A lo largo de los años, el SEM® Personal se ha empleado en las diversas aplicaciones que colocaban de medecina legal a las aplicaciones militares. Más recientemente, un empaquetado y una reducción industrializados de la talla le hace una herramienta ideal para los fabricantes. Una de las capacidades fundamentales de la base del SEM® Personal es su capacidad de funcionar con desatendido y la exploración para las partículas. Además, se ha desarrollado un sistema de gestión de datos mejora la generación de parte y disminuye la cantidad de trabajo de los operadores.

Análisis Fundamental Usando los Detectores Electrónicos del Retrodifusor (BSED)

El AQC se basa en una configuración del microscopio electrónico del patrón (Cuadro 1). Utiliza una fuente del emisor del Tungsteno para generar electrones. Los Electrones entonces se centran a una punta en la superficie de la membrana y el haz es de izquierda a derecha y de arriba a abajo barrida en un modelo tosco del escalonamiento. Durante la acción recíproca del haz en cada pixel, las moléculas del carbón y del oxígeno de la membrana generan los electrones del retrodifusor (EEB). La eficiencia de la generación de la EEB de la membrana es tan muy pocos bastante ineficaces EEB es detectada por la posición del detector electrónico del retrodifusor (BSED) encima de la muestra.

Cuadro 1. Ajuste del Analizador

A Medida Que el haz continúa explorar a través de la muestra (el Cuadro 2), la señal de BSED se vigila continuamente y una vez que el haz obra recíprocamente con una característica, la señal de BSED aumentará. Esto es debido a un aumento observable en el número atómico medio de la muestra, en este caso los cambios atómicos del C-O a una partícula del aluminio o del acero inoxidable.

Cuadro 2. Análisis de Característica Automatizado

Un aumento en el número atómico aumenta la eficiencia de la generación de la EEB (Cuadro 3), dando por resultado una señal del aumento BSED en el analizador. Una Vez Que se detecta una característica, se dedica un algoritmo de medición, por el que la talla y la dimensión de una variable de la partícula sea resueltas. Finalmente, el haz se coloca en la partícula para determinar su composición elemental. Este proceso es único al PSEM debido a su paquete integrado del soporte físico y de programas informáticos y permite la detección de la partícula que coloca a partir del 30 nanómetro a 5 milímetros. Sin requiera el tratamiento de la imagen como el resto del equipo de SEM requiere, las duraciones de análisis se reducen hacia arriba de diez veces. Finalmente, el PSEM proporciona a la adaptabilidad adicional para el análisis de la dimensión de una variable de la partícula de características de forma irregular “complejas”.

Cuadro 3. Contraste del Electrón del Retrodifusor

Caracterización de la Partícula

Para entender completo la contaminación de la partícula, el primer paso de progresión está entendiendo cuál está presente en el sistema actualmente (el Cuadro 4). El objetivo principal de estos proyectos es ejecutar un programa de Control de calidad que trabaje. Como puede ser visto por el organigrama de la puesta en vigor, la información básica sobre las partículas se debe primero entender y uso esa información de controlar la generación de partículas en el proceso. Esto requiere la identificación del material y final del retiro o la minimización del material de la preocupación. Sobre la aplicación del protocolo del muestreo, el AQC puede proporcionar a esta información avanzada de la caracterización.

Cuadro 4. Reseña de la puesta en vigor para el Departamento de la Calidad.

El instrumento primero determina la ubicación, la talla y la dimensión de una variable de una partícula (Cuadro 5).

Cuadro 5. Talla y Dimensión De Una Variable de Partícula. Imagen Correcta - indica el uso de un algoritmo de la segmentación de caracterizar partículas complejas y de traslapos.

Además la partícula se caracteriza con la Espectroscopia de Radiografía Dispersiva de la Energía (EDS) para determinar la composición elemental de la característica detectada (el Cuadro 6). El AQC entonces salva toda la información de la “partícula-por-partícula” en una base de datos para la interpretación adicional.

Cuadro 6. Caracterización de la Partícula. Izquierdo - Espectros Dispersivos del Espectrómetro de la Energía. La Derecha - determinación Automatizada de la composición de la partícula basada en el espectro detectado.

Análisis de Datos

El Señalar Tradicional de SEM

El Señalar usando tecnología y software estándar de SEM/EDS puede ser que toma tiempo y requerir considerable experiencia en la tecnología (Cuadro 7). Una Vez Que están preparadas, las muestras están manualmente o explorado automáticamente para la contaminación y un arsenal de datos puede ser creado y ser utilizado para la información basada hoja de balance. La revista Adicional y el referirse histórico es requerida por un analista a la integridad de datos aprobada y al mando de proceso.

Cuadro 7. información Tradicional usando los datos de SEM.

Información y Validación Completo Automatizadas

La necesidad de un programa de mando rutinario de contaminación es importante en los fabricantes más farmacéuticos, más automotores, e industriales. En estos casos, el tiempo está pasado lo más efectivo posible que crea las acciones apropiadas para corregir problemas de contaminación. Los microscopios electrónicos Tradicionales requieren un periodo de hora importante no sólo de detectar los datos para el análisis de la partícula pero también para los datos necesitandos mucho trabajo que revisan y que señalan, como se mencionó anteriormente.

Como consecuencia, ASPEX® ha desarrollado el suite de software del eXecutive™ de Perception™ (Cuadro 8). El eXecutive™ de Perception™ es una solución avanzada de la gestión de datos que utiliza un conjunto único de dotación física, algoritmos del ordenador, y automatizado señalando software para tener en cuenta la información completo automatizada de los datos del análisis de la partícula. Además, el eXecutive™ de Perception™ puede utilizar la gestión de datos para un ambiente múltiple del instrumento. Estas características permiten que ASPEX® cree una experiencia del utilizador a diferencia de cualquier otro sistema automatizado de SEM/EDS en la industria-diapositiva del instrumento al proceso y a sus operadores.

Cuadro 8. reseña del Suite de Software del eXecutiveTM de AQCTM PerceptionTM.

Incidentes Inminentes Que Predicen

Repetibilidad para la Superficie Total de Partículas

Para comprobar mejor la calidad de productos y de incidentes inminentes que predicen, la confiabilidad de la medición y varias dimensiones de la evaluación comparativa deben ser resueltas. Éstos también se utilizan Típicamente para tender propósitos de determinar cuando el proceso está “en mando”. Como se puede considerar por el Cuadro 9, las ofertas de AQC una confiabilidad superior y la repetibilidad de dimensiones con respecto a SEM tradicional y a técnicas ópticas del microscopio.

Cuadro 9. resultados del Indicador R&R de un análisis de partículas en una membrana del filtro.

Rotaciones de Comprensión de la Distribución Dimensional

Las rotaciones de la distribución Dimensional se pueden utilizar para indicar fatiga adicional en un producto funcionando. De los datos abajo (el Cuadro 10), allí es diferencias sin obstrucción entre una muestra normal de la línea de fondo y Muestrea A y Muestrea el B. A y B son resultados de diversos tipos de incidentes en el proceso y durante la operación. Muestree A particularmente es el resultado de un aumento en escombros del desgaste del rodamiento de M50NiL en un Motor a Reacción. Usando estos resultados, el fabricante puede predecir los incidentes inminentes de los motores y determinar la confiabilidad de los aviones para el vuelo.

Cuadro 10. Cambios de la Distribución Dimensional para las muestras de fallos mecánicos de Motor a Reacción

Rotaciones de Evaluación de la Caracterización Material con los Diagramas Ternarios

Con análisis químico, los grupos únicos de partículas se pueden determinar y rastrear fácilmente a su fuente. Aquí demostramos la capacidad de diagramas ternarios de determinar fácilmente rotaciones en poblaciones y de desgastar las características (Cuadro 11). Cada punto indica una única partícula que era analizada. El color del punto indica la superficie de la partícula.

El Cuadro 11 diagramas Ternarios que ilustran la caracterización material se desvía.

Implicaciones de Datos

Resumen

El advenimiento de los nuevos procesos de fabricación y de los diseños apretados de la tolerancia ha aumentado énfasis en costos del mando y de fabricación. la Partícula-por-Partícula que cuenta, clasificando, dando forma, e identificación puede enumerar una gran cantidad de información para un utilizador individual. El conjunto de ASPEX® AQC fue desarrollado para aliviar la necesidad de los expertos de SEM y de los personales altamente entrenados del análisis de datos. Para lograr estas tareas, una configuración de la base de datos fue utilizada para tomar una gran cantidad de información y para realizar análisis de datos automatizado para generar un rendimiento que es fácilmente interpretable. Cuando está combinado con los analizadores de la partícula y de la característica del alto rendimiento de ASPEX®, el eXecutive™ de Perception™ inconsútil proporciona a una nueva capacidad de la información de los datos que trabaje para usted - no contra usted. El conjunto de AQC además ofrece algunos modelos que señalan basados industriales estándar, tal ISO 16232 para la contaminación de la partícula en piezas automotores, a los calendarios aerodinámicos de la puesta en vigor y acorta el calendario de la rentabilidad de la inversión. Utilizando estos nuevos algoritmos avanzados del control de calidad, los representantes técnicos ahora tienen la capacidad de seguir su trayectoria fácilmente el material no nativo de la partícula y cómo él efecto sus procesos. Por la comparación, estos nuevos algoritmos del analizador y del software permiten utilidad y reproductibilidad superiores.

Fuente: Aspex Corporation

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