Poikkileikkauslaitteen käyttöönotto ja optimointi

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli suorittaa uuden poikkileikkauslaitteen käyttöönotto sekä optimointi toimeksiantajayritykselle. Optimoinnin aikana pyrittiin parantamaan näytteiden esikäsittelymenetelmää sekä käytettäviä poikkileikkauslaitteen parametreja, jotta voitaisiin vähentää tiettyjä pyyhkäisyelektronimikroskoopilla suoritettavan kuvausanalyysin aikana ilmeneviä haasteita.

Pyyhkäisyelektronimikroskooppi on materiaalien karakterisointiin käytettävä laite. Poikkileikkaus on poikkileikkauslaitteella suoritettava näytteen esikäsittelymenetelmä pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvausta varten. Poikkileikkauskuvan tarkoitus on laajentaa kuvauksen aikana näytteestä saatavaa tietoa. Työn kirjallisessa osassa käsitellään poikkileikkauksen ja pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvauksen teoriaa, laitteiden toimintaperiaatetta sekä lopputulokseen vaikuttavia tekijöitä. Kokeellisessa osassa sovellettiin teoriaa käytännössä ja etsittiin toimivia ratkaisuja tutkimalla eri parametrien muutosten vaikutusta lopputulokseen.

Työn tuloksena tavoiteltiin havaintoja näytepastan valmistuksesta sekä poikkileikkaus- ja SEM-kuvausparametreihin liittyen. Kokeellisen osan tuloksia arvioitiin visuaalisesti, koska tuloksille ei ollut numeerista vastetta, johon niitä olisi voitu verrata. Työn tuloksena saatiin tärkeää tietoa näytteiden esikäsittelyyn liittyvistä mahdollisuuksista, sekä havaintoja poikkileikkauslaitteiden käyttäytymisestä ja laiteongelmien ratkaisemisesta. Uusi poikkileikkauslaite saatiin otettua käyttöön ja poikkileikkaukseen käytettävää aikaa lyhennettiin optimoinnin avulla. Työ täytti sille asetetut vaatimukset.

Työstä syntyneet tulokset esiteltiin tilaajayritykselle täydessä laajuudessaan salaisina liitteinä. Julkaistavassa dokumentissa koesuoritukset, tulokset ja johtopäätökset esitetään sanallisesti kuvaillen ilman tarkkoja yksityiskohtia.

The purpose of this thesis was to implement and optimize a cross section polisher for the commissioning company. The aim was to improve the pre-processing and equipment parameters to reduce certain challenges that could be seen during the scanning electron microscope imaging.

Scanning electron microscope is a device used for characterizing materials. Cross-sectioning is a sample pretreatment method for scanning electron microscope imaging performed with a cross section polisher. The purpose of the cross-sectional image is to expand the information obtained from the sample during imaging analyses. The theoretical part of the thesis work discusses the theory of cross-sectioning and SEM imaging, the operating principle of the devices and the factors affecting the final result. In the experimental part the theory was applied in practice and effective solutions were sought by examining the impact of changes in different parameters on the outcome.

As a result of the thesis work, observations related to the preparation of the sample paste and the cross-section and scanning electron microscope image parameters were sought. The results of the experimental part were evaluated visually as there was no numerical response to which the results could have been compared. The work resulted in important information on the possibilities of pre-treatment of samples, as well as observations on the behavior of cross section polishers and on how to solve equipment related problems. A new cross section polisher was implemented and the time spent on cross sectioning was reduced by optimization. The work met the requirements set for it.

The results of the work were presented to the client company in their full extent as secret appendices. In the published document the test performances, results and conclusions are presented in a narrative description without exact details.