卡尔文扫描探针LEIS

品牌

扫描探针电化学工作站－电化学显微镜、卡尔文扫描探针、扫描振动电极和微区电化学阻抗测试与分析系统（M370）

型号

SECM,SKP,SVP,LEIS

仪器介绍　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  材料腐蚀的电化学测试方法局限于整个样品的宏观测试, 测试结果只反映样品的不同局部位置的整体统计结果,不能反映出局部的腐蚀及材料与环境的作用机理.为进行局部表面科学研究,微区扫描系统提供了一个新的途径,并日益得到包括局部腐蚀领域的广泛应用。近年来，人们一直在探索局部电化学过程的研究。代扫描参比电极技术（SRET）能探测局部腐蚀的发生。第二代扫描振动电极技术（SVET）采用振动电极测量局部 (电流，电位〕随远离被测电极表面位置的变化。 SVET具有比SRET更高的灵敏度。在SVET和SVET基础上，又提出了采用扫描Kelvin振动电极（SKP）测量不同材料表面功函数。
SVP工作原理
扫描振动参比电极系统是利用振动电极和锁相放大器消除微区扫描中的噪声干扰,提高测量精度. SVP系统具有高灵敏度,非破坏性,可进行电化学活性测量的特点.它可进行线性或面扫描,研究局部腐蚀(如电蚀和应力腐蚀的产生,发展等),表面涂层及缓蚀剂的评价等方面的研究,扫描振动探针(SVP)是在液态腐蚀环境下,进行腐蚀研究的有力工具,它能检测小于5?A/cm2的原位腐蚀。
 
SKP工作原理
 
SKP100 扫描开尔文探针系统为表面科学测量提供了一个新的途径，开尔文探针是一种无接触，无破坏性的仪器，可以用于测量导电的、半导电的，或涂覆的材料与试样探针之间的功函差。 这种技术是用一个振动电容探针来工作的，通过调节一个外加的前级电压可以测量出样品表面和扫描探针的参比针尖之间的功函差。 功函和表面状况有直接关系的理论的完善使SKP成为一种很有价值的仪器，它能在潮湿甚至气态环境中进行测量的能力使原先不可能的研究变为现实。
左图阐明了开尔文探针的工作原理，它所包含的三个能级图描述了两种间距一定的金属，它们的功涵和费米能级分别为（?1，E1）和（?2，E2）。个能级图表示当两种金属之间没有电接触时有不同的费米能级。第二张图表示当电接触发生时，电荷的流动使费米能级趋于相同，并使表面电位升高。这个电位差Vc是与功涵差有关的：-eVc=?1-?2  （1）其中e是电子电荷。一个图表明外加一个前级电压VB后，仅当VB=-VC时，表面电荷趋于零，这时VB也正是两种材料之间的功函差。
当电容很小时，样品电位VB 与探针和样品之间的功函差相等。
我们从功函差可以利用下面的关系进一步得到腐蚀电位（Ecorr），
Ecorr=常数+（?1-?2）   （2）， （?1-?2）是测量得到的探针和样品之间的功函差。
利用传统参比电极在电解液中测量得到的Ecorr可以对SKP100进行校正以确定等式（2）中的常数项。当一种样品的常数值被确定后，Ecorr可以从开尔文探针的数据中直接计算出来。
 
应用：
? 不锈钢和铝等材料的点蚀检测、成长过程在线监测等；
? 有机和金属涂层缺陷和完整性研究；
? 金属/有机涂层界面的腐蚀的机制与检测；
? 有机涂层的剥离和脱落机制；
? 钝化处理的不锈钢焊接热影响区的电位分布； 
? 干湿循环的碳钢和不锈钢的阴极区和阳极区的分布行为；
? 薄液层下氧还原反应和金属的腐蚀过程的特征；
? 模拟不同大气环境的腐蚀电位在线监测；
? 铝合金等材料在大气环境中局部腐蚀敏感性；
? 铝合金的丝状腐蚀(filiform corrosion)；
? 硅烷L-B膜修饰金属表面的结构和稳定性；
? 锌-铁偶合金属界面区的电位分布特征；
? 磷化处理锌表面的碳微粒污染检测；
? 检测微小金属表面的应力分布和应力腐蚀开裂；
? 检测金属和半导体材料微小区域的表面清洁度，缺陷，损伤和均匀程度；
? 研究和评价气相缓蚀剂性能；
? 电化学传感器；


技术参数M370采用了纳米分辨率、快速精确的闭环X、Y、Z移位系统，
以及灵活便捷的数据采集系统


微区扫描探针平台系统主要技术参数：
1. 扫描范围(X、Y、Z)：70mm×70mm×70mm
2. 扫描驱动分辨率：8nm
3. 位移偏码：线性，零滞后
4. 位移：闭环定位
5. 线性位移编码分辨率：100nm
6. 扫速：2mm/s
7. 测量分辨率：16位@100kHz
8. 计算机通讯方式：USB接口
9. 控制与分析软件：Windows 32位MDI控制与分析软件
10. 环境池：TriCellTM(选配件)
11. SECM电化学微池：µTriCellTM (选配件)