Coatings & Surface Refinement

Recubrimientos cerámicos e inorgánicos

Carbono como diamante (DLC)

aplicación de FT-IR en recubrimientos cerámicos

Determinación del espesor de la capa de carbono como diamante con FT-IR

See how FT-IR microscopy is used to evaluate a CVD diamond coating on a drill.

La espectroscopia FT-IR puede emplearse para determinar el espesor de la capa de estas películas. Para estructuras más pequeñas, en el rango micrométrico, los microscopios FT-IR arrojan excelentes resultados y permiten determinar con fiabilidad el espesor de la capa.

Esto se hace con mediciones de reflexión en el diamante ópticamente transparente, lo que lleva alas llamadas franjas de interferencia. Estas franjasestán causadas por la luz que se refleja tanto en la superficie de la capa delrecubrimiento como en el sustrato que hay debajo del mismo.

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Aplicación de Raman en los recubrimientos cerámicos

Evaluación de la homogeneidad de la capa de carbono como diamante CVD a través de Raman

En pocas palabras, la espectroscopia Raman es una de las herramientas más poderosas para el análisis de los alótropos del carbono. Naturalmente, es la herramienta para la deposición químico de vapor (CVD) del carbono como diamante.

Permite diferenciar los distintos tipos de carbono y proporciona información estructural esencial, por ejemplo, la relación sp2/sp3. Además, la microscopia Raman es capaz de adquirir espectros en el rango submicrométrico.

  • Evaluación de la uniformidad del recubrimiento
  • Conocimientos sobre el proceso de recubrimiento
  • Estudios exhaustivos de los alótropos del carbono

Análisis de recubrimientos y capas

Aplicaciones de micro-XRF en recubrimientos cerámicos

Espesor de la capa con micro-XRF

Los recubrimientos metálicos son esenciales para muchos sectores industriales porque confieren a los distintos productos una superficie con mejores propiedades. Los recubrimientos metálicos aseguran una capa duradera y resistente frente a la corrosión que protege el material y ayuda a minimizar el desgaste del producto metálico. Los recubrimientos metálicos pueden mejorar la conductividad eléctrica, la resistencia a la torsión, la soldabilidad, entre otras cosas. El control de calidad de la composición y el espesor de los recubrimientos es primordial para garantizar las propiedades correctas del recubrimiento y su durabilidad.

Cuando se requiere un estricto control de calidad de los recubrimientos metálicos, el análisis de fluorescencia de rayos X (XRF) es la mejor solución. El instrumento de micro-XRF M1 MISTRAL de Bruker puede ofrecer mediciones simultáneas del espesor y composición del recubrimiento. Además del análisis del recubrimiento, el M1 MISTRAL también puede medir la composición química de las aleaciones metálicas, los líquidos de los baños galvánicos, los plásticos y muchos otros materiales.

Mapeo de las variaciones del espesor de la capa con micro-XRF

Como los rayos X pueden atravesar la materia, la XRF permite determinar el espesor de las capas. Utilizando micro-XRF, en este caso el M4 TORNADO, el análisis de las capas (espesor y composición) se hace factible con resoluciones espaciales en la escala micrométrica. El análisis de las capas se basa en gran medida en la cuantificación de los parámetros atómicos fundamentales y puede mejorarse con el uso de muestras estándar. De este modo, pueden medirse con gran precisión los sistemas de capas "convencionales," como los recubrimientos ENEPIG, de ZnNi o las capas de soldadura (en los que se dispone fácilmente de normas), pero también pueden usarse en los sistemas de capas más nuevos en el entorno de I+D. 

The sample, two electrodes on a glass substrate, is a test device for photoinduced electrolysis. It is composed of a bi-metal monolayer with a concentration gradient alon

Medir en vacío las capas con micro-XRF

El análisis de las capas finas o recubrimientos es una tarea común  en la espectrometría micro-XRF. Tanto el funcionamiento no destructivo del método como la capacidad de los rayos X para penetrar en la muestra y obtener información sobre el material que se encuentra debajo de la superficie hacen que este método resulte atractivo para el análisis de capas simples o múltiples. 

El reto especial que plantea el análisis de las muestras que se examinan aquí es que tanto la capa (aluminio) como el sustrato (silicio) son elementos ligeros, lo que requiere una medición en vacío. De lo contrario, el aire en la trayectoria del haz entre la muestra y el detector absorbería la radiación de baja energía emitida por la muestra. Además, esta aplicación compara el análisis manual y el automático utilizando el autopoint. Los resultados muestran que el espesor de la capa puede determinarse con precisión con la micro-XRF (M4 TORNADO), lo que se confirma comparando los resultados de la medición directa en el borde de la fractura de la capa en el microscopio electrónico de barrido.

Stress

Residual Stress Analysis

Investigation of a Polycrystalline Tungsten Coating on Silicon

Most machining steps introduce residual stresses which can affect the performance of manufactured components. Compressive stress can be engineered into a metal coating to resist crack propagation, while tensile stress can be exploited to enhance conductivity in semiconductors. Strained materials exhibit changes in atomic spacing which can be detected by X-ray diffraction (XRD) and related to the stress via elastic constants.