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抽絲剝繭：揭秘關于聚合物的微觀見解
在聚合物行業(yè)，制造商在檢測像污染物等微小特征方面會面臨挑戰(zhàn)。雜質污染物雖然體積微小，卻能最終造成成品缺陷，進而影響產品品質、可靠性及客戶滿意度。因此，準確找出并糾正這些污染物對于保持產品完整度及市場信譽而言非常重要。
電子領域制造商試圖發(fā)現(xiàn)聚合物基質內的微污染，也稱“魚眼污染”。這些缺陷非常微小，通常小于50µm，會導致智能手機等電子設備內出現(xiàn)嚴重問題。
如果生產線清潔不到位，那么生產線內的較小雜質或者非均勻混合物會最終出現(xiàn)在成品中，進而造成微污染。找出根本原因是糾正這個問題的關鍵。目前已使用了紅外或拉曼等光譜技術，但由于造成魚眼污染的材料通常和基材相同，因此很難通過其光譜特征對其進行識別。也可以使用帶加熱載臺的顯微鏡，但是樣品溫度不準確可能會導致檢測結果不可靠。
日立高新技術與智能屏幕制造商合作開發(fā)出一款偏光顯微鏡來增強日立Real View@相機系統(tǒng)的功能。
這是一款高分辨率顯微鏡，像素分辨率達1.2µm，具有兩臺可控制的偏光濾波器，可實現(xiàn)最佳對比度并進行材料各向異性研究。結合日立NEXTA DSC系列所具備的高靈敏度、基線穩(wěn)定性、溫度準確性及精確性，可實現(xiàn)兩者的結合。
如前所述，檢測出魚眼污染是找到魚眼污染根本原因的關鍵。找出原因的一種辦法是利用熔點；但由于污染尺寸太小，DSC技術無法檢測出來。
在下面的示例中，通過使用為NEXTA DSC系列設計的Real View®偏光顯微樣品觀察裝置，系統(tǒng)能夠準確測量層壓薄膜內特定區(qū)域的熔點，以識別出造成魚眼缺陷的材料。由于污染尺寸較小，DSC譜圖（綠色）無法顯示任何熔化狀態(tài)，而顯微鏡結果（紅色）卻能清晰地顯示出來。
從食品包裝到智能屏幕，聚合物層壓薄膜隨處可見。在一些行業(yè)（如包裝行業(yè)）內，了解聚合物層壓薄膜的構成與結構非常重要。但是，在如此復雜的結構內對單層進行表征面臨著極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)方法難以區(qū)分各層，不利于逆向工程和產品分析。
也可以使用紅外成像或顯微鏡技術等技術區(qū)分各層。然而，由于聚合物的光譜特征比較接近，必須找到其他適合的方法。DSC方法通常用于識別聚合物，但難以在層壓薄膜內區(qū)分各層。Real View®偏光顯微鏡通過對層壓薄膜的各層進行測量，解決了上文所述的限制，由此可基于熔點進行識別。使用Real View®偏光顯微鏡后，樣品顯示出各層（粉色）的熔化狀態(tài)，而標準DSC結果（綠色虛線）則由于污染尺寸太小而無法辨別。原材料的DSC結果（綠色實線）顯示，其與識別出的各層之間表現(xiàn)出一致的相關性。
晶體生長研究對包括材料科學、半導體制造、藥物及食品科學的各行業(yè)都很重要。各行業(yè)憑借對晶體形成過程的了解來開發(fā)新材料、優(yōu)化制造過程并確保產品質量。
憑借良好的溫度控制，該配件還可用于研究材料的結晶。該示例顯示了冷卻速率對聚偏二氟乙烯晶體形狀的影響。通過使用顯微鏡內置的偏光器，我們不僅能夠看到冷卻速率對晶體大小的影響，還可以觀察到晶體的形狀。
差示掃描量熱法（DSC）是材料表征的常用方法，特別是在聚合物研究領域。在對矩陣中的小截面進行分析時（如識別污染或多層樣品內的單層），其有效性會降低。在對復雜的材料構成及結構進行準確分析方面，標準DSC法有一定的局限性。
日立高新技術為NEXTA DSC設計的Real View®偏光顯微樣品觀察裝置針對現(xiàn)代分析問題提供了創(chuàng)新解決方案，解決了上述問題。該示例證明了該裝置的能力。該技術具有巨大的應用潛力，能夠為將來的研究與分析工作提供有效的途徑。
在本文中，我們從三個主要方面進行了深入研究：魚眼污染檢測、層壓薄膜內單層識別以及晶體生長研究。借助于偏光顯微鏡技術的進步并結合差示掃描量熱法（DSC），對這些方面進行檢查，能夠進行精確分析以確保產品的質量及可靠性。
魚眼污染
層壓薄膜內單層識別
晶體生長研究