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新材料是全球科技競爭的關(guān)鍵領(lǐng)域,，也是國家競爭力的重要體現(xiàn),。然而，我國材料強(qiáng)國之路任重而道遠(yuǎn),。研發(fā)生產(chǎn)關(guān)鍵新材料實現(xiàn)國產(chǎn)替代對我國產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈安全具有重要意義,。

國家“十四五”規(guī)劃明確提出深入實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，并對高端新材料的發(fā)展做出明確部署：推動高端稀土功能材料,、高性能陶瓷等先進(jìn)金屬和無機(jī)非金屬材料取得突破,，加快高性能樹脂和集成電路用光刻膠等電子高純材料關(guān)鍵技術(shù)突破。

島津擁有出色的表面分析及質(zhì)譜分析技術(shù),，助力企業(yè)對關(guān)鍵材料的研發(fā)工作,。

電子探針（EPMA）

用于燒結(jié)釹磁鐵晶界改性及擴(kuò)散分析   

釹鐵硼(NdFeB) 是一種重要的稀土磁性材料，在各類發(fā)動機(jī),、電子器件等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。

在燒結(jié)釹鐵硼材料中添加稀土元素鋱(Tb)是提升其性能的有效方法。通常只有使稀土元素Tb主要分布于主相晶界位置,，才能達(dá)到提升磁性材料的整體性能,。這樣的晶界改性可通過晶界擴(kuò)散的方式實現(xiàn)。而通過島津場發(fā)射電子探針EPMA-8050G,，就可以觀察到燒結(jié)磁性材料的晶界改性和擴(kuò)散現(xiàn)象,。

場發(fā)射電子探針EPMA-8050G

①晶界改性銣鐵硼的表征

晶界改性的銣鐵硼磁體主要元素分布特征

上圖所示為含 Tb 的燒結(jié)銣鐵硼磁鐵的元素面分析結(jié)果，從中可以看出有助于提高材料性能的 Tb 纏繞分布于主相晶界處,。

②晶界擴(kuò)散Tb元素的表征

Tb 晶界擴(kuò)散處理后從表面至心部的元素分布特征

上圖所示Tb通過主相晶界,，從磁體表面擴(kuò)散到了約 150μm的區(qū)域。在背散射電子圖像上的線分析顯示(各元素均為 8wt%范圍),，可以看到Tb和Nd,、Pr發(fā)生置換，并且Tb濃度沿著中心區(qū)域方向略微降低,。

將Tb晶界擴(kuò)散處理后的鐵硼磁體的表面區(qū)域,、距表面 1/2 處的中間區(qū)域以及心部放大后進(jìn)行面分析,結(jié)果顯示在主相晶粒附近，形成了薄而均勻且連續(xù)的富Tb殼層,。

Tb晶界擴(kuò)散處理后表面,、距表面1/2處和心部的分布特征

電子探針（EPMA）

用于氮化硅陶瓷的缺陷分析   

氮化硅（Si3N4）陶瓷是一種耐高溫高強(qiáng)度的無機(jī)材料，目前在航天航空,、汽車發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,。氮化硅同時具有良好的電絕緣性和散熱性,，未來也有可能會成為IC基板的重要材料。

目前氮化硅陶瓷材料的致命弱點(diǎn)是對損傷和缺陷敏感,。因此缺陷分析至關(guān)重要,，利用島津EPMA對氮化硅陶瓷樣品進(jìn)行微區(qū)分析，而不同微區(qū)位置的元素差異,，對揭示缺陷成因具有指導(dǎo)意義,。

樣品缺陷點(diǎn)的元素面分析結(jié)果

如上圖所示 V、Cr,、Mn,、Fe、Mo等金屬元素在白亮條狀區(qū)域有明顯富集,，而黑色區(qū)域主要富集輕元素C,。

對缺陷的典型區(qū)域進(jìn)行微區(qū)成分定性和半定量分析，結(jié)果如下：

定性分析結(jié)果表明,，相較于正常的位置1,，位置2除了富集更多的C元素外，還檢出了微量的S,、Cl,、K等元素，推測可能是來自于樣品熱鑲嵌時殘留的樹脂等有機(jī)物,，或樣品磨拋等制樣環(huán)節(jié)引入的殘留物,；而位置3的主元素為Fe、Cr,，此外含有微量的Mn,、Co、Ni,、Mo等元素,，可能是混料環(huán)節(jié)未混勻的燒結(jié)助劑在燒結(jié)環(huán)節(jié)未完全熔化，或者生產(chǎn)流程中機(jī)械設(shè)備部件表面部分剝落而混入,，具體原因建議結(jié)合工藝流程及其它分析手段綜合分析。

MALDI-TOF

用于光刻膠成分解析   

光刻膠是芯片制造中光刻工藝非常重要的耗材,，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料,。光刻膠由樹脂、光酸,、溶劑和添加劑按一定比例混合而成,。其中，光刻膠樹脂是高分子聚合物,，不僅是光刻膠的骨架,，也是核心成分,。樹脂的單體種類和比例等結(jié)構(gòu)設(shè)計、樹脂的分子量,、分散度等會影響光刻膠的核心性能,。基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF) 無需復(fù)雜樣品前處理，適用于光刻膠中樹脂的分子量的快速檢測,，為半導(dǎo)體材料的測試提供方法參考,。

MALDI-8030

在m/z 1-3600范圍內(nèi)，檢測到一系列不同聚合度的質(zhì)譜峰,，相鄰質(zhì)譜峰平均相差約120 Da,，與酚醛樹脂單體-(C8H8O)n-分子量相符，聚合物質(zhì)譜分布模式與酚醛樹脂理論結(jié)構(gòu)式相符,。

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