Materials-Lab
Sprzęty
Mikroskop SEM/FIB – FEI HELIOS NANOLAB 450HP
Wysokorozdzielczy mikroskop SEM/FIB z działem jonowym, produkowany przez firmę FEI (obecnie Thermo Fisher Scientific), wyposażony jest w wewnątrzkolumnową detekcję i monochromator wiązki elektronowej, co umożliwia precyzyjne obrazowanie, w tym przy niskich energiach, z rozdzielczością na poziomie 1 nm.
Mikroskop posiada również detektor EDS do mikroanalizy pierwiastkowej. Urządzenie jest wykorzystywane do lokalnego wytrawiania i analizy przekrojów poprzecznych, a także stanowi kluczowe narzędzie łączące mikroskopię SEM i TEM, umożliwiając przygotowanie próbek TEM (lamelek) z określonych przez operatora obszarów.
Mikroskop SEM HELIOS NANOLAB 660
Skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) FEI Helios NanoLab 660 posiada emiter elektronów typu Schottky’ego z możliwością regulacji napięcia przyspieszającego do 30 keV i prądu wiązki do 100 pA. Za pomocą mikroskopu można obrazować próbki w wysokiej próżni przy użyciu różnych detektorów, w tym m.in. specjalnego detektora CBS do elektronów wstecznie rozproszonych oraz detektora TLD, który umożliwia pracę w trybie imersyjnym o ultrawysokiej rozdzielczości.
Mikroskop jest wyposażony w detektor EDS do mikroanalizy rentgenowskiej, pozwalającej poznać skład pierwiastkowy próbek oraz moduł do katodoluminescencji. Istotne wyposażenie mikroskopu SEM stanowi emiter jonów Ga+ (FIB), pozwalający zarówno na obrazowanie za pomocą wiązki jonowej jak i wykonywanie precyzyjnych przekrojów poprzecznych próbek. Dodatkowo dzięki systemom wstrzykiwania prekursorów gazowych (GIS), możliwa jest lokalna depozycja wybranych materiałów (m.in. Pt, C) przy użyciu wiązki elektronowej lub jonowej. Dzięki modułowi generatora wzorów ELPHY Multibeam firmy Raith możliwa jest mikro- i nanostrukturyzacja materiałów za pomocą skupionej wiązki elektronowej.
Mikroskop SEM – FEI QEMSCAN®650F
Uniwersalny elektronowy mikroskop skaningowy Quanta 650 F, wyprodukowany przez firmę FEI (obecnie Thermo Fisher Scientific), działa w warunkach zmiennej próżni. Jest on idealnym uzupełnieniem mikroskopu Helios, ponieważ umożliwia badanie próbek, które nie są kompatybilne z wysoką próżnią, takich jak uwodnione próbki biologiczne lub materiały o niskim przewodnictwie elektrycznym, które nie mogą być pokryte warstwą przewodzącą. Mikroskop pozwala również na przeprowadzanie dynamicznych eksperymentów in situ, takich jak analiza zmian strukturalnych próbek podczas ich mrożenia lub wygrzewania. Wyposażony jest w oprogramowanie QEMSCAN do automatycznej mineralogii, które działa na podstawie szybkiego algorytmu przeszukiwania dużych obszarów w celu identyfikacji zmian składu. Quanta 650 F posiada również dwa szybkie detektory EDS, co umożliwia dokładne i szybkie mapowanie składu pierwiastkowego w mikroobszarach. Na podstawie wyników wstępnego obrazowania podejmowane są decyzje dotyczące dalszych badań próbek.
Mikroskop TEM – FEI TECNAI G2 X-TWIN
Elektronowy mikroskop transmisyjny Tecnai G2 T20 firmy FEI (obecnie Thermo Fisher Scientific) jest przeznaczony do standardowego obrazowania TEM oraz analiz pierwiastkowych metodą EDS. Mikroskop ten doskonale uzupełnia i wspiera mikroskop Titan w zadaniach, które nie wymagają rozdzielczości atomowej, takich jak analiza mikrostruktury próbek materiałowych oraz ultrastruktury próbek biologicznych. Dodatkowo, jest on używany do badania próbek o nieokreślonym zakresie badań oraz tych, które mogą stanowić zagrożenie dla mikroskopu Titan, na przykład próbek problematycznych pod względem próżni lub próbek ferromagnetycznych.
Mikroskop HR-S/TEM – FEI TITAN3 G2 60-300
Jedyny w Polsce podwójnie skorygowany elektronowy mikroskop skaningowo-transmisyjny (S)TEM Titan3 G2 60-300 firmy FEI (obecnie Thermo Fisher Scientific) wyposażony jest w dwa korektory aberracji sferycznej — dla wiązki i obrazu — co umożliwia badanie struktur subnanometrycznych z rozdzielczością atomową. Dzięki monochromatorowi wiązki elektronowej, mikroskop pozwala na niskoenergetyczne (poniżej 60 keV) i nieniszczące obrazowanie próbek wrażliwych na działanie elektronów. Poczwórny detektor EDS, umieszczony wewnątrz soczewki, w połączeniu z korektorem wiązki, zapewnia analizy składu pierwiastkowego z rozdzielczością i czułością na poziomie atomowym. Dodatkowo, mikroskop został wyposażony w spektrometr strat energii (EELS), co pozwala na pełne wykorzystanie możliwości monochromatora, umożliwiając analizę wiązań chemicznych oraz określanie niektórych właściwości elektronowych (np. przerwy energetycznej) w nanoobszarach z wysoką rozdzielczością energetyczną. Takie połączenie — monochromator, korektor wiązki, poczwórny detektor EDS oraz spektrometr EELS — jest unikatowe na skalę krajową.
Mikroskop Sił Atomowych (Dimension FastScan, Bruker)
Używany w Łukasiewicz-PORT system AFM umożliwia szybkie skanowanie w zakresie do 35 μm w osi XY oraz do ≤ 3 μm w osi Z, pracując w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego z termicznie kompensowanymi czujnikami tensometrycznymi. Standardowe tryby pracy obejmują: Peak Force Tapping/ScanAsyst (w powietrzu lub w cieczach), Tapping Mode (w powietrzu lub w cieczach), Phase Imaging, Contact Mode, Lateral Force Microscopy, Magnetic Force Microscopy (MFM) oraz Electrostatic Force Microscopy (EFM).
System ultrawysokiej próżni (PREVAC)
System UHV wyposażony jest w komory analityczne i przygotowawcze, skaningowy mikroskop tunelowy oraz reaktor wysokociśnieniowy, utrzymując ciśnienie na poziomie 5·10⁻¹¹ Torr. Pomiary mogą być wykonywane w szerokim zakresie temperatur, od temperatury helu do ponad 200 °C. Komora analityczna posiada półkulisty analizator VG SCIENTA z monochromatorem, umożliwiający badanie struktury elektronów powierzchniowych przy użyciu technik XPS, AES, UPS oraz ARPES.
Dyfraktometr rentgenowski (Empyrean, PANalytical)
Dyfraktometr rentgenowski Empyrean firmy PANalytical to zaawansowane urządzenie służące do analizy struktury krystalicznej materiałów metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Umożliwia precyzyjne badanie faz krystalicznych, stopnia uporządkowania struktury oraz parametrów sieci krystalicznej w szerokim zakresie materiałów – od proszków, przez cienkie warstwy, aż po próbki objętościowe. Dzięki modułowej budowie i nowoczesnemu oprogramowaniu, system ten pozwala na prowadzenie wszechstronnych analiz zarówno w badaniach naukowych, jak i w zastosowaniach przemysłowych.
Urządzenia do analiz termicznych
Na stanie Laboratorium mamy zróżnicowane urządzenia do analiz termicznych odpowiadające pełnemu spektrum zapytań od strony Klientów i Partnerów:
Różnicowy kalorymetr skaningowy z modulowaną temperaturą MT-DSC (Mettler-Toledo DSC1)
Urządzenie do precyzyjnych pomiarów ciepła w funkcji temperatury, umożliwiające badanie przejść fazowych i innych zjawisk termicznych z modulacją temperatury dla zwiększenia czułości.
Analizator termograwimetryczny TG (Mettler Toledo TGA2)
Urządzenie mierzące zmiany masy próbki w funkcji temperatury lub czasu, stosowane do badania stabilności termicznej i składu materiałów.
Dynamiczny analizator mechaniczny DMA (Mettler Toledo DMA/SDTA 861)
Urządzenie służące do pomiaru właściwości mechanicznych materiałów w zależności od temperatury i częstotliwości, wykorzystywane do analizy zachowania materiałów pod obciążeniem dynamicznym.
Analizator termomechaniczny TMA (Mettler Toledo TMA/SDTA1 LN 600 i TMA/SDTA 1 LF 1100)
Sprzęt do pomiaru zmian wymiarów próbki w funkcji temperatury lub czasu, używany do badania rozszerzalności cieplnej oraz mięknięcia materiałów.
Analizator termiczny (TG-DSC/DTA) sprzężony z QMS i IR z ATR (Netzsch STA 449 F1 Jupiter; Bruker FTIR Tensor 27; QMS Aeolos)
Zintegrowany system do analizy termicznej, łączący pomiary termograwimetryczne (TG) i kalorymetryczne (DSC/DTA) z analizą gazów (QMS) i spektroskopią w podczerwieni (IR) w celu pełnej charakterystyki procesów termicznych i wydzielanych produktów.
Analizator dyfuzyjności cieplnej LFA (Netzsch LFA 457 MicroFlash)
Narzędzie do pomiaru dyfuzyjności cieplnej materiałów, pozwalające na ocenę przewodnictwa cieplnego w szerokim zakresie temperatur.
Analizator przewodności cieplnej HFM (Netzsch HFM 436 Lambda)
Urządzenie mierzące przewodność cieplną materiałów izolacyjnych, idealne do badania efektywności termicznej materiałów budowlanych i innych.
Urządzenia do analizy porowatości
Laboratorium posiada zaawansowane urządzenia do wykonywania różnorodnych analiz sorpcyjnych i charakterystyki materiałów:
Analizator sorpcji fizycznej 3Flex
Umożliwia badanie adsorpcji gazów, takich jak azot, w niskich temperaturach, co pozwala na ocenę właściwości powierzchniowych i strukturalnych materiałów, takich jak wielkość i objętość porów oraz powierzchnia właściwa. Analizator 3Flex jest precyzyjnym narzędziem do charakteryzacji materiałów porowatych i nanomateriałów.
Porozymetr rtęciowy AutoPore IV 9510
Służy do analizy porowatości materiałów poprzez wtłaczanie rtęci pod wysokim ciśnieniem. Umożliwia dokładne określenie rozkładu rozmiarów porów, ich objętości i gęstości, co jest istotne dla oceny materiałów stosowanych w filtracji, katalizie i magazynowaniu energii.
Analizator sorpcji chemicznej AutoChem
Wykorzystywany do badania reakcji chemisorpcji, czyli adsorpcji z udziałem reakcji chemicznych na powierzchni materiału. Pozwala na analizę aktywności katalizatorów i ich trwałości, a także na charakterystykę powierzchni katalitycznych.
Piknometr helowy AccuPyc 1340
Służy do precyzyjnego pomiaru gęstości materiałów stałych, proszków oraz cieczy, wykorzystując hel jako gaz roboczy. Pomiar gęstości rzeczywistej materiału jest kluczowy dla oceny właściwości mechanicznych, strukturalnych oraz do obliczeń wymagających precyzyjnych danych gęstościowych.
Komory służące do pomiaru palności
Dostępne są różne metody pomiaru palności materiałów, w tym:
Gęstość dymu przy użyciu komory NBS SDC
Test określający ilość dymu wytwarzanego podczas spalania materiału. Komora NBS (National Bureau of Standards) SDC (Smoke Density Chamber) mierzy gęstość optyczną dymu, co pozwala na ocenę widoczności i zagrożenia pożarowego w warunkach rzeczywistych.
Testy wskaźnika tlenowego w podwyższonej temperaturze
Badania przeprowadzane w celu określenia minimalnego stężenia tlenu, niezbędnego do podtrzymania spalania materiału w różnych temperaturach. Pomaga to ocenić, jak materiał zachowuje się w warunkach pożaru, gdzie temperatura i stężenie tlenu mogą się znacznie zmieniać.
Pozioma/pionowa komora płomieniowa zgodnie z UL94
Testy przeprowadzane w komorach płomieniowych, które mierzą szybkość spalania, czas palenia i kapanie materiału w pozycji poziomej (UL94 HB) lub pionowej (UL94 V). Normy UL94 są powszechnie stosowane do oceny palności materiałów w zastosowaniach elektrycznych i elektronicznych.
Kalorymetr stożkowy CONE O2/CO2/CO
Urządzenie do pomiaru ciepła spalania i wskaźników emisji gazów, takich jak tlen (O2), dwutlenek węgla (CO2), i tlenek węgla (CO). Kalorymetr stożkowy służy do oceny charakterystyki spalania materiałów, w tym szybkości wydzielania ciepła i emisji dymu, co jest kluczowe przy ocenie bezpieczeństwa pożarowego.
Komory starzeniowe
Dostępne są różne metody pomiaru palności materiałów, w tym:
Przyspieszony test starzenia w komorze QUV Spray
Urządzenie do symulacji długotrwałego wpływu promieniowania UV, deszczu i wilgoci na materiały, przyspieszając proces starzenia się materiałów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.
Komora szoków termicznych TS60
Komora przeznaczona do testów odporności materiałów na nagłe zmiany temperatury, umożliwiająca szybkie przejścia pomiędzy ekstremalnie niskimi i wysokimi temperaturami w celu oceny ich wytrzymałości termicznej.
Komora testowa temperatury i klimatu WK3 340/70
Urządzenie pozwalające na kontrolowanie temperatury i wilgotności, wykorzystywane do testowania wpływu różnych warunków klimatycznych na właściwości materiałów oraz ich stabilność w czasie.
Komora testowa mgły solnej WSC KWT450/SO2
Komora do testowania odporności materiałów na korozję w warunkach działania mgły solnej, symulująca ekstremalne warunki środowiskowe, jakie mogą wystąpić w realnych zastosowaniach.
