CIQTEK 走査型電子顕微鏡の粒子粉末材料への応用事例

粉末は今日、さまざまな分野の材料やデバイスを製造するための原料であり、リチウムイオン電池、触媒、電子部品、医薬品などの用途に広く使用されています。

 

原料粉末の組成と微細構造が材料の特性を決定します。原料粉末の粒度分布率、形状、気孔率、比表面積などを材料の固有特性に適合させることができます。

 

したがって、優れた性能の材料を得るためには、原料粉末の微細構造を制御することが必須条件となります。走査型電子顕微鏡を使用すると、粉末の特定の表面形態を観察し、粒子サイズを正確に分析して、粉末の調製プロセスを最適化することができます。

 

MOF材料における走査型電子顕微鏡の応用 

 

触媒の分野では、表面触媒性能を大幅に改善するための金属有機主鎖材料 (MOF) の構築が、今日の注目の研究トピックの 1 つとなっています。MOF は、高い金属担持量、多孔質構造、触媒サイトという独特の利点を備えており、クラスター触媒として大きな可能性を秘めています。CIQTEK タングステン フィラメント走査電子顕微鏡を使用すると、MOF 材料が規則的な立方体の形状を示し、表面に吸着された微粒子の存在が観察できます (図 1)。電子顕微鏡は最大 3 nm の分解能と優れた画像品質を備えており、さまざまな視野で均一な高輝度 SEM マップを取得でき、MOF 材料の表面の折り目、細孔、粒子負荷を明確に観察できます。 。

 

 

図 1 MOF 材料 / 15 kV/ETD

 

銀粉末材料の走査型電子顕微鏡観察

 

電子部品の製造において、電子ペーストは電子部品製造の基礎材料であり、一定のレオロジー特性やチキソトロピー特性を有し、材料・化学・電子技術を統合した基礎機能材料であり、銀粉の調製が鍵となります。銀導電性ペーストの製造。CIQTEK が独自に開発した SEM5000 電界放出型走査電子顕微鏡を使用すると、高電圧トンネル技術により、空間電荷効果が大幅に低減され、銀粉同士が不規則にクラスター化している様子が観察できます（図 2）。また、SEM5000 は解像度が高いため、100,000 倍の倍率でも細部まで見ることができます。

 

 

図2 銀粉/5kV/インレンズ

 

リン酸鉄リチウムの走査型電子顕微鏡観察

 

リチウムイオン電池は、比エネルギーが高く、サイクル寿命が長く、メモリー効果がなく、安全性が高いため、急速に主流市場を占めています。電子顕微鏡を使用してリチウムイオン電池の正極および負極の形態を観察することは、リチウムイオン電池の比容量を向上させるために重要です。中でもリン酸鉄リチウム電池はサイクル性能に優れ、比較的安価で、安全性能が保証されているなど多くの利点から支持されています。CIQTEK 電界放射型走査型電子顕微鏡 SEM5000 で観察した一次粒子凝集体からなる球状リン酸鉄リチウム粒子（図 3）は、表面粒子が鮮明であり、立体感のある画像が得られます。

 

図3 リン酸鉄リチウム / 15 kV/ETD

 

グラファイト材料の走査型電子顕微鏡観察

 

負極材料はリチウムイオン電池の中核部品の 1 つでもあり、その構造と特性は電池の性能に重要な役割を果たします。多くの炭素ベースのアノード材料の中で、黒鉛ベースの材料が商業用途で最も広く使用されているアノード材料です。グラファイトアノードの層状構造と粒子サイズ分布は、CIQTEK の SEM3200 タングステン フィラメント走査型電子顕微鏡を使用して明確に特徴付けることができ、低電圧でも優れた画質を実現します (図 4)。

 

図4 黒鉛負極/5 kV/ETD

 

モンモリロナイト分散液における走査型電子顕微鏡の応用

 

医薬品の粉末粒子を観察するには走査型電子顕微鏡の利用も欠かせません。中でも、モンモリロナイト分散液は、消化管内のウイルスや細菌、それらが生成する毒素やガスに対して非常に強力な固定化・抑制効果があり、それらを非病原性化することができます。モンモリロナイトの表面は、CIQTEK 電界放射型走査型電子顕微鏡 SEM5000 を使用して表面に付着した微細な層状結晶塊を有する層状構造であることが観察されました (図 5)。

 

図5 モンモリロナイトルースパウダー/3 kV/ETD

 

ステアリン酸マグネシウムにおける走査型電子顕微鏡の応用

 

医薬品ステアリン酸マグネシウムは、有機化合物であり、皮膚に接触すると滑りやすい感覚を持つ微細な白色の非サンディングパウダーであり、主に錠剤の潤滑剤として使用され、強力な潤滑効果、軽量、良好な接着性という利点があります。ステアリン酸マグネシウム粉末は主にフレークの形状をしており (図 6)、CIQTEK 電界放射型走査型電子顕微鏡 SEM5000 で観察したところ、フレークは相互に関連し合っていました。ステアリン酸マグネシウムは非導電性有機材料ですが、SEM5000 を使用すると低電圧モードでも高解像度のイメージングが可能です。ステアリン酸マグネシウムの滑らかな質感は、表面形態によって示されるフレーク構造にも関連している可能性があります。

 

図 6 ステアリン酸マグネシウム / 1 kV/ETD