Coating Analysis via FTIR Spectroscopy

Význam tématu

Ochranné i funkční vrstvy jsou klíčové pro ochranu povrchů před opotřebením, korozí a nežádoucími interakcemi a pro úpravu vlastností materiálů. Spolehlivá analýza vrstev je nezbytná pro kontrolu jakosti, prevenci selhání a optimalizaci výrobních procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem je demonstrovat využití FTIR spektroskopie pro:

• detekci přítomnosti povlaků
• identifikaci chemické povahy materiálů
• stanovení tloušťky a homogeneity vrstev
• analýzu znečištění a poruch

Práce je ilustrována na dvou příkladech: kostýmní šperky a smaltovaný měděný drát.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byly využity metody infračervené spektroskopie:

• Reflexní FTIR (upward DRIFT) s ALPHA II FTIR spektrometrem
• FTIR mikroskopie s LUMOS II FTIR mikroskopem
• Metoda ATR pro tenké vrstvy
• Datové zpracování a identifikace pomocí OPUS softwaru a ATR-COMPLETE knihovny spekter

Hlavní výsledky a diskuse

V příkladu kostýmních šperků byla netoxická analýza povrchu provedena bez destrukce vzorku. Spektra odhalila akrylát, čisté kovové části a polyuretanové vrstvy. Knihovní vyhledávání potvrdilo PMMA jako použitý materiál.
U smaltovaného měděného drátu FTIR mikroskopie umožnila identifikovat termoplastický polyuretan (TPU) jako izolaci. Mapování reflexního signálu odhalilo fringy; výpočet interference stanovil průměrnou tloušťku vrstvy kolem 25 µm a lokalizoval škrábance a nánosy.

Přínosy a praktické využití metody

FTIR spektroskopie nabízí:

• rychlou a nedestruktivní kontrolu povlaků
• spolehlivou identifikaci materiálů i neznámých látek
• kvantifikaci tloušťky a homogeneity vrstev
• aplikaci v QA/QC, průmyslové inspekci a analýze poruch

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření automatizovaného mapování a inline měření, využití v nejrůznějších materiálových systémech (např. DLC, oxidy), integrace pokročilé chemometrie pro hloubkovou analýzu a zlepšené modely lomových indexů pro přesnější určení tloušťky vrstev.

Závěr

FTIR spektroskopie představuje univerzální a efektivní nástroj pro analýzu povlaků. Kombinace ALPHA II a LUMOS II systémů umožňuje spolehlivou, rychlou a nedestruktivní kontrolu materiálů na makro- i mikroskopické úrovni.

Reference