Za veliko kakovost so potrebni mikroskopski pogledi
Nedelja, 02 Oktober 2011
Površina tujega planeta ali kapljica olja? Abstraktna umetniška slika ali povečan prikaz najmanjših podrobnosti na kovinski površini? Ogromne povečave Fordovega vrstičnega elektronskega mikroskopa med razvojem novih delov pogosto poskrbijo, da so slike navidezno vsakdanjih predmetov v primerjavi s tem, kar vidimo s prostim očesom, videti kot nezemeljski prizori.
Z uporabo vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM) Fordovi inženirji preiskujejo površinske napake, ki sicer niso vidne s prostim očesom ali z običajnimi mikroskopi. Samo če si razvojne dele ogledajo tako od blizu, lahko inženirji poskrbijo za naslednji korak pri zagotavljanju kakovosti Fordovih izdelkov. SEM lahko prikaže podrobnosti z ločljivostjo manj kot 1 nm (nanometer, ena milijardinka metra). Za lažjo predstavo - človeški las meri med 0,05 in 0,1 milimetra. Z mikroskopom SEM lahko opazujemo predmete, ki merijo manj kot 0,000001 milimetra.
“Raziskati moramo vse možne vzroke, zakaj razvojni del morda ni izpolnil naših strogih zahtev,” je povedal Roger Davis iz oddelka za uporabo in testiranje materialov pri Fordu Evropa. “V nekaterih primerih so lahko vzrok minimalna odstopanja, ki jih lahko včasih odkrijemo z vrstičnim elektronskim mikroskopom. Ta naprava lahko del poveča do 200.000-krat, da je videti prav vesoljsko, a izurjeno oko pri tej stopnji povečave hitro odkrije vsako napako.”
SEM za prikaz povečanih slik namesto svetlobnih valov uporablja snop elektronov, zato so prikazi izjemno natančni in tridimenzionalni. Vzorci so vstavljeni v mikroskopov vakuumski stolpec skozi hermetično zaprta vrat (ti pogoji so kritičnega pomena, saj je pot elektronov skozi zrak ovirana). Vzorec je nato izpostavljen snopu elektronov, ki jih vrsta elektromagnetnih tuljav pošilja čez njegovo površino. Elektronski snop se odbije od površine vzorca, pri tem pa so odbiti elektroni usmerjeni na zaslon, ki je podoben običajnemu katodnemu televizijskemu zaslonu. Na tem zaslonu nastajajo pogosto neverjetne podobe povečanega dela.
Čeprav so končni rezultati na pogled osupljivi za večino, so za inženirje, ki jih zajemajo, le ‘stranski izdelek’. Samo s preiskovanjem delov pri teh ultramikroskopskih povečavah lahko Fordovi inženirji odkrijejo najmanjše nepravilnosti in se nanje ustrezno odzovejo.
Kapljica vode na listu? Svojo predstavo skušajte pomanjšati še za 1000-krat in videli boste, kako drobna je ta jeklena polobla.
Z uporabo vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM) Fordovi inženirji preiskujejo površinske napake, ki sicer niso vidne s prostim očesom ali z običajnimi mikroskopi. Samo če si razvojne dele ogledajo tako od blizu, lahko inženirji poskrbijo za naslednji korak pri zagotavljanju kakovosti Fordovih izdelkov. SEM lahko prikaže podrobnosti z ločljivostjo manj kot 1 nm (nanometer, ena milijardinka metra). Za lažjo predstavo - človeški las meri med 0,05 in 0,1 milimetra. Z mikroskopom SEM lahko opazujemo predmete, ki merijo manj kot 0,000001 milimetra.
Globokomorska spužva ali povečava usedline olja? Verjetno bo kar druga možnost, a je vseeno videti precej drugače, kot si predstavljamo viskozno tekočino.
“Raziskati moramo vse možne vzroke, zakaj razvojni del morda ni izpolnil naših strogih zahtev,” je povedal Roger Davis iz oddelka za uporabo in testiranje materialov pri Fordu Evropa. “V nekaterih primerih so lahko vzrok minimalna odstopanja, ki jih lahko včasih odkrijemo z vrstičnim elektronskim mikroskopom. Ta naprava lahko del poveča do 200.000-krat, da je videti prav vesoljsko, a izurjeno oko pri tej stopnji povečave hitro odkrije vsako napako.”
Ta zlat vijak ima pri povečavi precej lastnosti kakšne korale.
SEM za prikaz povečanih slik namesto svetlobnih valov uporablja snop elektronov, zato so prikazi izjemno natančni in tridimenzionalni. Vzorci so vstavljeni v mikroskopov vakuumski stolpec skozi hermetično zaprta vrat (ti pogoji so kritičnega pomena, saj je pot elektronov skozi zrak ovirana). Vzorec je nato izpostavljen snopu elektronov, ki jih vrsta elektromagnetnih tuljav pošilja čez njegovo površino. Elektronski snop se odbije od površine vzorca, pri tem pa so odbiti elektroni usmerjeni na zaslon, ki je podoben običajnemu katodnemu televizijskemu zaslonu. Na tem zaslonu nastajajo pogosto neverjetne podobe povečanega dela.
Kot bi v znanstvenofantastičnem filmu votlino zajel požar – a na tej sliki je dejansko drobna jamica v litem delu iz aluminija.
Čeprav so končni rezultati na pogled osupljivi za večino, so za inženirje, ki jih zajemajo, le ‘stranski izdelek’. Samo s preiskovanjem delov pri teh ultramikroskopskih povečavah lahko Fordovi inženirji odkrijejo najmanjše nepravilnosti in se nanje ustrezno odzovejo.