สกรู Screw วิเคราะห์ความเสียหายของวัสดุ ด้วยเครื่อง SEM/EDS

ตัวอย่างที่นำมาเป็นตัวอย่างวิเคราะห์ในบทความนี้ เป็นสกรู Screw ที่เกิดการเป็นสนิม ที่แตกต่าง
กัน 2 ตัวอย่างและระดับการเกิดเป็นสนิมแตกต่างกัน เราจะนำมาวิเคราะห์เชิงปริมาณ เชิงคุณภาพ
และดูการกระจายตัวของธาตุในวัสดุที่เกิดปัญหา

ตัวอย่างที่สามารถวิเคราะห์แบบนี้ มีหลากหลายในวัสดุอุตสาหกรรมต่างๆ เช่นอุตสาหกรรมเหล็ก
อุตสาหกรรมยานยนต์ งานหล่อ วัสดุก่อสร้าง หรือวัสดุที่เกิดความเสียหายในอุตสาหกรรมต่างๆ

 

ตัวอย่างแรก เป็นสกรูที่เกิดเป็นสนิมเล็กน้อย ตามภาพ

ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw ที่เกิดเป็นสนิมเล็กน้อย
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 35เท่า สเกล 500 um (ไมครอน ) หรือ 0.5 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ SEI
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw ที่ซูมอินตามตำแหน่งสี่เหลี่ยมแดงภาพบน
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 100 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ SEI
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com



ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw แนวตั้ง
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 50 เท่า สเกล 500 um (ไมครอน ) หรือ 0.5 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ SEI
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com




ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw ที่ซูมอินตามตำแหน่งสี่เหลี่ยมแดงภาพบน
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 200 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ BEI TOPO + SHADOW
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com




ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw ที่ซูมอินตามตำแหน่งสี่เหลี่ยมแดงภาพบน
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 200 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ BEI COMPO + SHADOW
ภาพนี้สามารถแยกความแตกต่างตามเลขอตอมมิก (Atomic No./ Z) ออกตามเฉดสีภาพ
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

ตามภาพเป็นภาพเป็นภาพแบบ BEI COMPO ข้อดีภาพแบบนี้คือสามารถแยกเพสของ
วัสดุที๋เกิดปัญหา ได้แบบคร่าวๆได้ว่า โดยตัวตัวจับสัญญาณ (BEI Detector) จะ
แยกเฉดสีตามเลขอะตอมมิก (Atomic No.,Z) เฉดสีโทนสว่างคือเลขอะตอมมิกสูงหรือ
เป็นกลุ่มธาตุหนักเช่น Fe เหล็ก เฉดสีโทนมืดคือเลขอะตอมมิกต่ำ หรือเป็นกลุ่ม
ธาตุเบาเช่น C คาร์บอน เป็นต้น

บทความที่เกี่ยวข้อง เรื่องโหมดภาพ SEM/FE-SEM /EPMA : คลิกเพื่อดูบทความ



จากตำแหน่งภาพด้านบนเรามาวิเคราะห์ธาตุกันต่อ แบบพื้นที่ (Area analysis)

หลังจากดูภาพแล้ว เราจะเห็นลักษณะการกระจายตัวของวัสดุที่สกรูเกิดสนิม ว่าอยู่ใน
ลักษณะใหนกันบ้าง แต่เราไม่ทราบว่ามีธาตุอะไรกันบ้าง และแต่ละธาตุอยู่ตำแหน่งใดกัน
บ้าง เราจะวิเคราะห์กันต่อครับเพื่อหาคำตอบ ด้วยเครื่องวิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ/คุณภาพ

วิเคราะห์สกรู Screw Analysis ด้วยเครื่องวิเคราะห์ธาตุ EDS/EDX
วิเคราะห์สกรูเชิงคุณภาพ Qualitative Analysis

ตามภาพบนที่กำลังขยาย 200 เท่าเราจะวิเคราะห์ด้านเชิงคุณภาพ ทั้งภาพที่แสดง
ผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ จะได้ผลเป็นกราฟเชิงคุณภาพเหมือนภาพล่าง

เราจะได้ผลว่ามีธาตุหรือสาร C คาร์บอน,O ออกซิเจน, Si ซิลิกอน,Mn แมงกานีส
,S ซัลเฟอร์,Mg แมกนีเซียม,Al อลูมิเนียม,Fe เหล็ก ,Ca แคลเซียม,Mo โมลิดินั่ม
,Cl ครอรีน อยู่บนพื้นที่ที่เราวิเคราะห์ ตามภาพด้านบน

บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก



กราฟเชิงคุณภาพอีกแบบ



 

จากผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ เราทราบแล้วว่ามีธาตุอะไรบ้าง แต่ยังไม่ทราบว่า
มีปริมาณธาตุใดๆอยู่เท่าไร เราจะมาวิเคราะห์เชิงปริมาณกันต่อ

วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ Qualitative Analysis
การวิเคราะห์เชิงปริมาณ เราจะได้ค่าเป็น Element % หรือเรียกอีกชื่อ Wt% (weight %)
หรืออีกชื่อ Con% (concentration%) และ Atomic% และจะได้ ค่าธาตุ อยู่ในรูปแบบ
คอมพาวด์ออกไซด์Compound % การอ่านผลยกตัวอย่าง จะได้ปริมาณ Al อลูมิเนียม
0.21% แบบ All element และ Al2O3 0.25 % แบบ Compound

บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก

ตามภาพล่างจะวิเคราะห์เชิงปริมาณแบบ

Quantitative method: ZAF ( 4 iterations).

Analysed all elements and normalised results.

ตามภาพล่างจะวิเคราะห์เชิงปริมาณแบบ

Quantitative method: ZAF ( 3 iterations).

Analysed elements combined with: O ( Valency: -2)

Method : Stoichiometry Normalised results.

Nos. of ions calculation based on 1 cations per formula.

(Condition เดียวกันกับด้านบนแต่เปลี่ยน Method )


ลักษณะผลเชิงปริมาณ แสดงเป็นแบบแท่งกราฟ (ผลเดียวกันกับด้านบน)

การวิเคราะห์ดูการกระจายตัว แบบ Speed Mapping (เชิงคุณภาพ)

จากผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ เนื่องจากเราเลือกใช้วิเคราะห์ทั้งภาพ(Area)
ไม่ได้เลือกใช้วิธียิงเป็นจุด (Point) ทำให้ผลที่ได้คือผลที่ได้ทั้งหมดที่เราเห็นตามภาพ ถ้า
เราจะใช้วิธีการยิงเป็นจุด เพือจะให้ทราบตำแหน่งธาตุก็ได้ แต่อาจจะต้องยิงหลายจุด จะมีวิธี
การหาตำแหน่งของธาตุแบบรวดเร็ว ดูการกระจายตัว เช็คเพสที่เรียกว่า Mapping ตามผล
ด้านล่างเราก็จะทราบ ตำแหน่งแต่ละธาตุว่าอยู่ส่วนใหนของตัวอย่างได้

การอ่านผล ยกตัวอย่างตรงตำแหน่งภาพช่อง Fe เหล็ก เราพบว่าตรงตำแหน่งสีสว่างมากตาม
ภาพเป็นสีเหลืองจะมี Fe มากรองลงมาสีเขียว สีฟ้า น้ำเงินมีปริมาณน้อยมาก ส่วนสีดำไม่มี Fe

บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล : การทำ Mapping แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ คลิกค่ะ

*** ภาพแสดงในเว็บขนาด 580x355 ส่วนภาพจริงจะมีขนาด 1024x420

 

ตัวอย่างที่สอง ที่เกิดเป็นสนิมมากกว่าตัวอย่างแรก



ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw แนวตั้ง
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 50 เท่า สเกล 500 um (ไมครอน ) หรือ 0.5 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ SEI
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com



ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw ที่ซูมอินตามตำแหน่งสี่เหลี่ยมแดงภาพบน
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 200 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ SEI
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com



ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw ที่ซูมอินตามตำแหน่งสี่เหลี่ยมแดงภาพบน
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 200 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ BEI TOPO + SHADOW
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com


 

ตามภาพเป็นภาพสกรู Screw ที่ซูมอินตามตำแหน่งสี่เหลี่ยมแดงภาพบน
ถ่ายด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไมโครสโคปแบบส่องกราด SEM ที่ 20kv (กิโลโวลท์)
กำลังขยาย x 200 เท่า สเกล 100 um (ไมครอน ) หรือ 0.1 มิลลิเมตร
ถ่ายในโหมด High vacuum (ความเป็นสูญญากาศสูง) ภาพแบบ BEI COMPO + SHADOW
ภาพนี้สามารถแยกความแตกต่างเฉดสีตามเลขอตอมมิก (Atomic No./ Z)
ตัวอย่างสกรู Screw ไม่ได้ฉาบเคลือบด้วยทอง,คาร์บอน หรืออื่นๆให้นำไฟฟ้าเพราะนำไฟฟ้าได้
ถ่ายโดย www.dosem24hr.com

บทความที่เกี่ยวข้อง เรื่องโหมดภาพ SEM/FE-SEM /EPMA : คลิกเพื่อดูบทความ

วิเคราะห์สกรู Screw Analysis ด้วยเครื่องวิเคราะห์ธาตุ EDS/EDX
วิเคราะห์สกรูเชิงคุณภาพ Qualitative Analysis

ตามภาพบนที่กำลังขยาย 200 เท่าเราจะวิเคราะห์ด้านเชิงคุณภาพ ทั้งภาพที่แสดง
ผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ จะได้ผลเป็นกราฟเชิงคุณภาพเหมือนภาพล่าง

เราจะได้ผลว่ามีธาตุหรือสาร C คาร์บอน,O ออกซิเจน, Si ซิลิกอน,Mn แมงกานีส
,S ซัลเฟอร์ ,Al อลูมิเนียม,Fe เหล็ก ,Ca แคลเซียม,Mo โมลิดินั่ม,Cl ครอรีน
ตัวอย่างนี้จะไม่มี Mg,Al เหมือนตัวอย่างแรก อยู่บนพื้นที่ที่เราวิเคราะห์ ตามภาพบน

บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก

 

วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ Qualitative Analysis
การวิเคราะห์เชิงปริมาณ เราจะได้ค่าเป็น Element % หรือเรียกอีกชื่อ Wt% (weight %)
หรืออีกชื่อ Con% (concentration%) และ Atomic% และจะได้ ค่าธาตุ อยู่ในรูปแบบ
คอมพาวด์ออกไซด์Compound % การอ่านผลยกตัวอย่าง จะได้ปริมาณ Fe เหล็ก
53.77 % แบบ All element และ Fe2O3 72.54 % แบบ Compound

บทความที่เกี่ยวข้อง : วิเคราะห์ธาตุเชิงปริมาณ เชิงคุณภาพด้วย EDS,EDX คลิก

ตามภาพล่างจะวิเคราะห์เชิงปริมาณแบบ

Quantitative method: ZAF ( 4 iterations).

Analysed all elements and normalised results.


 

ตามภาพล่างจะวิเคราะห์เชิงปริมาณแบบ

Quantitative method: ZAF ( 3 iterations).

Analysed elements combined with: O ( Valency: -2)

Method : Stoichiometry Normalised results.

Nos. of ions calculation based on 1 cations per formula.

(Condition เดียวกันกับด้านบนแต่เปลี่ยน Method )

การวิเคราะห์ดูการกระจายตัว แบบ Speed Mapping (เชิงคุณภาพ)

จากผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ เนื่องจากเราเลือกใช้วิเคราะห์ทั้งภาพ(Area)
ไม่ได้เลือกใช้วิธียิงเป็นจุด (Point) ทำให้ผลที่ได้คือผลที่ได้ทั้งหมดที่เราเห็นตามภาพ ถ้า
เราจะใช้วิธีการยิงเป็นจุด เพือจะให้ทราบตำแหน่งธาตุก็ได้ แต่อาจจะต้องยิงหลายจุด จะมีวิธี
การหาตำแหน่งของธาตุแบบรวดเร็ว ดูการกระจายตัว เช็คเพสที่เรียกว่า Mapping ตามผล
ด้านล่างเราก็จะทราบ ตำแหน่งแต่ละธาตุว่าอยู่ส่วนใหนของตัวอย่างได้

การอ่านผล ยกตัวอย่างตรงตำแหน่งภาพช่อง Fe เหล็ก เราพบว่าตรงตำแหน่งสีสว่างมากตาม
ภาพเป็นสีเหลืองจะมี Fe มากรองลงมาสีเขียว สีฟ้า น้ำเงินมีปริมาณน้อยมาก ส่วนสีดำไม่มี Fe

บทความที่เกี่ยวข้องและการดูผล : การทำ Mapping แบบเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ คลิกค่ะ

*** ภาพแสดงในเว็บขนาด 580x355 ส่วนภาพจริงจะมีขนาด 1024x420

 

สรุป
ตัวอย่างที่สองที่เกิดสนิมมากจะมีปริมาณออกไซด์เหล็กมากขึ้น (Fe2O3) และออกซิเจนมาก
(O) และตัวอย่างที่สองจะไม่มี Mg แมกนีเซียม ,Al อลูมิเนียมในตัวอย่างเหมือนตัวอย่างแรก
 

*********************************************************************
สุดท้ายขอขอบคุณ Do SEM ที่เปิดพื้นที่ให้ มากๆครับ ติดตามบทความต่อๆไปนะครับ

น้อมรับทุกคำชี้แนะครับ Mr.Golf (สิงห์เฒ่าซ่อมเซ็ม) manatsanan2007@hotmail.com
หรือมาพบปะพูดคุยได้ตามประสาได้ที่ BigC จ.สุรินทร์ (แอร์ฟรี 555 จริงๆนะครับ) หรือมา
ติดตามเป็นเพื่อนผ่านโซเชียลเน็ตเวิร์ค ตามลิงค์ด้านล่างเลยครับ
http://www.facebook.com/JeolOxfordInstruments?ref=hl

*********************************************************************

 ##############################################################################