Трехмерное оптическое профилирование поверхности с помощью микроскопа Leica DCM8

Leica Misrosystems, захват изображения, инвертированный микроскоп, камера к микроскопу, стереомикроскоп»

В связи с быстрым развитием цифровых технологий, оптические бесконтактные методы исследования все чаще заменяют контактные. Не секрет, что для задач профилометрии на рынке присутствует большое количество решений, основанных на микроскопах, оснащенных цифровыми сенсорами и способными за короткий промежуток времени построить 3-х мерное изображение поверхности бесконтактно, в тоже время обеспечивая высокую точность.

До недавнего времени такие приборы конструировались по двум принципам: системы, основанные на конфокальном микроскопе и системы, построенные на основе интерферометров. Обе системы обеспечивали высокую точность исследований, фиксируя изменения в ровности поверхностей от миллиметров до нанометров.

 

Процесс получения конфокального 3-х мерного изображения Leica DCM8

Процесс получения конфокального 3-х мерного изображения Leica DCM8

Процесс получения интерферометрического изображения Leica DCM8Процесс получения интерферометрического изображения Leica DCM8

Компания Leica Microsystems представила революционное решение – микроскоп Leica DCM8, который объединяет в себе обе системы – конфокальную и интерферометр, и позволяет переключаться между ними нажатием одной клавиши!

Схема внутренних компонентов Leica DCM8

Схема внутренних компонентов Leica DCM8

Таким образом, решение представляет собой идеальное средство для получения информации о поверхности, быстро и бесконтактно, с точностью от микро- до нанометров. Система позволяет определять различия в топографии поверхностей от 1 нм до нескольких мм.

В отличии от систем, построенных на основе Сканирующего Лазера, в микроскопе нет подвижных частей, что обеспечивает стабильность изображения и эффективность распределения света, а также повышает надежность и гибкость системы. Благодаря использованию светодиодов, удалось значительно повысить срок службы прибора, сводя к минимуму необходимость сервисного обслуживания и отсутствия дорогостоящих комплектующих. Leica DCM8 обладает невероятными быстродействием и интуитивностью в управлении прибором. Получение изображения занимает всего несколько секунд!

В качестве примера использования микроскопа Leica DCM8, мы приводим краткое содержание интервью, которое компания Leica провела с Др. Томасом Кохом – главой аналитической лаборатории исследовательского департамента компании Kronos, одной из крупнейших производителей диоксида титана, чтобы узнать о его работе на конфокальном микроскопе Leica DCM8.

Многие синтетические окрашенные материалы в своей основе содержат диоксид титана (TiO2), например, пластик, эмульсионные краски, покрытия, чернила для печати и т.д. Он обладает высоким индексом преломления и особыми фотоэлектрическими свойства, поэтому имеет высокие сопротивление к ультрафиолету и непрозрачность.

Для каких задач использует Leica DCM8 компания Kronos?

Исследовательская лаборатория компании Kronos проводит анализ грубости поверхностей для исследования коррозии покрытий и пластика. Помимо этого, изучается насколько верхние слои диоксида титана включены в матрицу покрытия. К примеру — любое покрытие после высыхания склонно к седиментации.

Таким образом, в зависимости от системы пигментации, частицы пигмента тонут сильнее или слабее. Поэтому добавляется специальный компонент, который обеспечивает жесткость покрытия схожую с резиной, значительно снижая объем погружения. Измерение высоты между верхним слоем покрытия и первым слоем пигмента является очень важным. Leica DCM8 идеально подходит для этой задачи.

Если покрытие правильно, мы видим только верхний слой, так как он светонепроницаемый. Но если мы обнаруживаем места, которые уходят глубже чем верхний слой, это свидетельствует о том, что в образце присутствуют повреждения и недостатки. Основываясь на профиле высоты, который мы получаем с помощью программного обеспечения Leica DCM8, мы можем оценить грубость поверхности и слой пигмента, а также расстояние от пигментного слоя до поверхности.

В чем разница между традиционными методами исследований поверхностей и конфокальным?

Leica DCM8 позволяет нам получать точные измерения качества верхнего слоя диоксида титана и поверхности образца, а также расстояния между ними — и все это без длительной подготовки, как отполированных так и неотполированных образцов. Самое главное преимущество – это высокая чувствительность измерения. Такое высокое разрешение мы могли бы получить только на электронном микроскопе, что значительно дороже и требует большего времени. Кроме того, Leica DCM8 позволяет проводить измерения бесконтактно и не повреждая объект, что уменьшает время подготовки образцов, а в некоторых случаях позволяет изучить образцы клиентов в их первичном виде.