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Materials Science
Polymer Research
Polymer research enabled by electron microscopy techniques.
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Polymers play a vital role in our daily lives, making up everything from household products and textiles to transportation, aviation, and aerospace components that move the world. As the polymer microstructure determines the overall performance of these vital functional products, they must be studied and optimized at corresponding scales.
Electron microscopy (EM) plays an indispensable role in the characterization and analysis of polymers. It provides a range of critical information such as; the morphology and composition of new materials, the identity of foreign elements (to trace contamination in the production process), and the failure analysis of components (enabling the creation of improved materials with better performance).
Thermo Fisher Scientific offers a comprehensive solution for polymer analysis across our entire portfolio, including X-ray microtomography (microCT), desktop- and floor-model scanning electron microscopy (SEM), Thermo Scientific DualBeam instruments (focused ion beam-SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Together these tools easily fulfill the polymer characterization needs of R&D, technical service, and near-line quality control laboratories.
3D reconstruction of a polymer filter membrane. Data acquired on the Thermo Scientific Apreo Volumescope SEM with a nominal slicing thickness of 50 nm. Backscatter electron images were obtained under a 50 Pa environment.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The secondary electron image shows the morphology of the polymer beads.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The backscattered electron image reveals iron oxide nanoparticles on the beads.
Low vacuum mode enables EDS mapping of an uncoated glass fiber reinforced polymer (GFRP) fracture surface. Elemental mapping shows that the matrix is carbon rich and the glass fibers are a mixture of silicon, aluminum and calcium oxides.
Image showing the comprehensive morphology of plain paper containing additives and fibers, generated by combining signal from two separate detectors. Color indicates elemental composition whereas image contrast reveals the material topography.
TEM low-dose imaging of block copolymer under cryogenic condition. The copolymer micelle is in water, with sphere-sphere packing assembled from blends of PAA-PI-PS and PAA-PS. Sample courtesy of Prof. Thomas Epps, III, University of Delaware.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The secondary electron image shows the morphology of the polymer beads.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The backscattered electron image reveals iron oxide nanoparticles on the beads.
Low vacuum mode enables EDS mapping of an uncoated glass fiber reinforced polymer (GFRP) fracture surface. Elemental mapping shows that the matrix is carbon rich and the glass fibers are a mixture of silicon, aluminum and calcium oxides.
Image showing the comprehensive morphology of plain paper containing additives and fibers, generated by combining signal from two separate detectors. Color indicates elemental composition whereas image contrast reveals the material topography.
TEM low-dose imaging of block copolymer under cryogenic condition. The copolymer micelle is in water, with sphere-sphere packing assembled from blends of PAA-PI-PS and PAA-PS. Sample courtesy of Prof. Thomas Epps, III, University of Delaware.
Process control using electron microscopy
Modern industry demands high throughput with superior quality, a balance that is maintained through robust process control. SEM and TEM tools with dedicated automation software provide rapid, multi-scale information for process monitoring and improvement.
Quality control and failure analysis
Quality control and assurance are essential in modern industry. We offer a range of EM and spectroscopy tools for multi-scale and multi-modal analysis of defects, allowing you to make reliable and informed decisions for process control and improvement.
Fundamental Materials Research
Novel materials are investigated at increasingly smaller scales for maximum control of their physical and chemical properties. Electron microscopy provides researchers with key insight into a wide variety of material characteristics at the micro- to nano-scale.
Technical Cleanliness
More than ever, modern manufacturing necessitates reliable, quality components. With scanning electron microscopy, parts cleanliness analysis can be brought inhouse, providing you with a broad range of analytical data and shortening your production cycle.
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Cartographie élémentaire à échelle atomique avec EDS
L’EDS à résolution atomique fournit un contexte chimique inégalé pour l’analyse des matériaux en différenciant l’identité élémentaire des atomes individuels. Lorsqu’il est associé à une TEM haute résolution, il est possible d’observer l’organisation précise des atomes dans un échantillon.
ColorSEM
Grâce à l’utilisation de l’EDS en direct (spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie) et de la quantification en direct, la technologie ColorSEM transforme l’imagerie par SEM en technique de couleur. Tout utilisateur peut désormais acquérir des données élémentaires en continu pour obtenir des informations plus complètes que jamais.
Coupe transversale
La coupe transversale donne des informations supplémentaires en révélant des informations sur les sous-surfaces. Les instruments DualBeam sont dotés de colonnes à faisceau d’ions focalisé supérieures pour une coupe transversale de haute qualité. Grâce à l’automatisation, un traitement sans surveillance à haut débit des échantillons est possible.
Analyse des particules
L’analyse des particules joue un rôle essentiel dans la recherche sur les nanomatériaux et le contrôle de la qualité. La résolution à l’échelle du nanomètre et l’imagerie supérieure de la microscopie électronique peuvent être associées à des logiciels spécialisés pour la caractérisation rapide des poudres et des particules.
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Imagerie à contraste de phase différentielle
La recherche moderne sur les composants électroniques repose sur l’analyse à l’échelle nanométrique des propriétés électriques et magnétiques. La STEM à contraste de phase différentiel (DPC-STEM) peut réaliser une image de la force et la répartition des champs magnétiques dans un échantillon et afficher la structure du domaine magnétique.
Préparation des échantillons par (S)TEM
Les microscopes DualBeam permettent la préparation d’échantillons ultra-fins de haute qualité pour l’analyse par (S)TEM. Grâce à l’automatisation avancée, les utilisateurs disposant de n’importe quel niveau d’expérience peuvent obtenir des résultats de niveau expert pour une large gamme de matériaux.
Imagerie d’échantillons chauds
L’étude des matériaux dans des conditions réelles implique souvent de travailler à des températures élevées. Le comportement des matériaux à mesure qu’ils recristallisent, fondent, se déforment ou réagissent en présence de chaleur peut être étudié in situ à l’aide de la microscopie électronique à balayage ou d’outils DualBeam.
Caractérisation des matériaux 3D
Le développement de matériaux nécessite souvent une caractérisation 3D multi-échelle. Les instruments DualBeam permettent la coupe en série de grands volumes et l’imagerie par SEM subséquente à l’échelle du nanomètre, qui peut être traitée en reconstructions 3D de haute qualité de l’échantillon.
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SEM environnementale (ESEM)
La SEM environnementale permet de réaliser une image des matériaux dans leur état d’origine. Elle convient parfaitement aux chercheurs universitaires et industriels qui doivent tester et analyser des échantillons humides, sales, réactifs, dégageant des gaz ou non compatibles avec le vide.
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Analyse élémentaire par EDS
L’EDS fournit des informations de composition essentielles aux observations du microscope électronique. Nos systèmes de détection Super-X et Dual-X uniques offrent en particulier des options supplémentaires pour un débit et/ou une sensibilité améliorés, ce qui vous permet d’optimiser l’acquisition de données pour répondre à vos priorités de recherche.
SIMS
Le détecteur de TOF-SIMS (spectrométrie de masse des ions secondaires à temps de vol) pour les outils de microscopie électronique à balayage par faisceau d’ions focalisé (FIB-SEM) permet une caractérisation analytique haute résolution de tous les éléments du tableau périodique, même à de faibles concentrations.
Analyse multi-échelle
Les nouveaux matériaux doivent être analysés à une résolution toujours plus élevée tout en conservant le contexte plus large de l’échantillon. L’analyse multi-échelle permet d’établir une corrélation entre divers outils et modalités d’imagerie tels que la microCT à rayons X, le DualBeam, le PFIB laser, la SEM et la TEM.
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Tomographie par EDS 3D
La recherche moderne sur les matériaux dépend de plus en plus de l’analyse à l’échelle nanométrique en trois dimensions. La caractérisation 3D, y compris les données de composition pour un contexte chimique et structurel complet, est possible grâce à la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie et l’EM 3D.
Spectroscopie de photoélectrons XPS
La spectroscopie de photoélectrons XPS permet l’analyse de la surface, fournissant ainsi la composition élémentaire ainsi que l’état chimique et électronique des 10 nm supérieurs d’un matériau. Grâce au profilage en profondeur, l’analyse XPS s’étend aux informations sur la composition des couches.
Cartographie élémentaire à échelle atomique avec EDS
L’EDS à résolution atomique fournit un contexte chimique inégalé pour l’analyse des matériaux en différenciant l’identité élémentaire des atomes individuels. Lorsqu’il est associé à une TEM haute résolution, il est possible d’observer l’organisation précise des atomes dans un échantillon.
ColorSEM
Grâce à l’utilisation de l’EDS en direct (spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie) et de la quantification en direct, la technologie ColorSEM transforme l’imagerie par SEM en technique de couleur. Tout utilisateur peut désormais acquérir des données élémentaires en continu pour obtenir des informations plus complètes que jamais.
Coupe transversale
La coupe transversale donne des informations supplémentaires en révélant des informations sur les sous-surfaces. Les instruments DualBeam sont dotés de colonnes à faisceau d’ions focalisé supérieures pour une coupe transversale de haute qualité. Grâce à l’automatisation, un traitement sans surveillance à haut débit des échantillons est possible.
Analyse des particules
L’analyse des particules joue un rôle essentiel dans la recherche sur les nanomatériaux et le contrôle de la qualité. La résolution à l’échelle du nanomètre et l’imagerie supérieure de la microscopie électronique peuvent être associées à des logiciels spécialisés pour la caractérisation rapide des poudres et des particules.
Imagerie à contraste de phase différentielle
La recherche moderne sur les composants électroniques repose sur l’analyse à l’échelle nanométrique des propriétés électriques et magnétiques. La STEM à contraste de phase différentiel (DPC-STEM) peut réaliser une image de la force et la répartition des champs magnétiques dans un échantillon et afficher la structure du domaine magnétique.
Préparation des échantillons par (S)TEM
Les microscopes DualBeam permettent la préparation d’échantillons ultra-fins de haute qualité pour l’analyse par (S)TEM. Grâce à l’automatisation avancée, les utilisateurs disposant de n’importe quel niveau d’expérience peuvent obtenir des résultats de niveau expert pour une large gamme de matériaux.
Imagerie d’échantillons chauds
L’étude des matériaux dans des conditions réelles implique souvent de travailler à des températures élevées. Le comportement des matériaux à mesure qu’ils recristallisent, fondent, se déforment ou réagissent en présence de chaleur peut être étudié in situ à l’aide de la microscopie électronique à balayage ou d’outils DualBeam.
Caractérisation des matériaux 3D
Le développement de matériaux nécessite souvent une caractérisation 3D multi-échelle. Les instruments DualBeam permettent la coupe en série de grands volumes et l’imagerie par SEM subséquente à l’échelle du nanomètre, qui peut être traitée en reconstructions 3D de haute qualité de l’échantillon.
SEM environnementale (ESEM)
La SEM environnementale permet de réaliser une image des matériaux dans leur état d’origine. Elle convient parfaitement aux chercheurs universitaires et industriels qui doivent tester et analyser des échantillons humides, sales, réactifs, dégageant des gaz ou non compatibles avec le vide.
Analyse élémentaire par EDS
L’EDS fournit des informations de composition essentielles aux observations du microscope électronique. Nos systèmes de détection Super-X et Dual-X uniques offrent en particulier des options supplémentaires pour un débit et/ou une sensibilité améliorés, ce qui vous permet d’optimiser l’acquisition de données pour répondre à vos priorités de recherche.
SIMS
Le détecteur de TOF-SIMS (spectrométrie de masse des ions secondaires à temps de vol) pour les outils de microscopie électronique à balayage par faisceau d’ions focalisé (FIB-SEM) permet une caractérisation analytique haute résolution de tous les éléments du tableau périodique, même à de faibles concentrations.
Analyse multi-échelle
Les nouveaux matériaux doivent être analysés à une résolution toujours plus élevée tout en conservant le contexte plus large de l’échantillon. L’analyse multi-échelle permet d’établir une corrélation entre divers outils et modalités d’imagerie tels que la microCT à rayons X, le DualBeam, le PFIB laser, la SEM et la TEM.
Tomographie par EDS 3D
La recherche moderne sur les matériaux dépend de plus en plus de l’analyse à l’échelle nanométrique en trois dimensions. La caractérisation 3D, y compris les données de composition pour un contexte chimique et structurel complet, est possible grâce à la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie et l’EM 3D.
Spectroscopie de photoélectrons XPS
La spectroscopie de photoélectrons XPS permet l’analyse de la surface, fournissant ainsi la composition élémentaire ainsi que l’état chimique et électronique des 10 nm supérieurs d’un matériau. Grâce au profilage en profondeur, l’analyse XPS s’étend aux informations sur la composition des couches.
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