Materiallografia: conversione GRIT-->Micron

I grit ( grana) sono definite dal numero di linee per pollice (25,4 mm) di lunghezza di ciascuna griglia, ad es. 150 linee per pollice
FEPA (Fédération Européenne des Fabricants de Produits Abrasifs) Federazione dei produttori europei di abrasivi. La FEPA distingue tra grano per carta abrasiva (FEPA P) e grano per affilare pietre o ruote (FEPA F). Il fattore decisivo per il confronto è FEPA F. FEPA P è utilizzato solo per la carta abrasiva.
JIS (Japanese Industrial Standard) rilasciato dalla Japanese Standards Association.
ANSI American National Standards Institute.
MICRON (μ) è la lettera "micron" nell'alfabeto greco. Come unità di misura descrive 1 millesimo di millimetro (1 μ = 0,001 mm). Una riga Micron viene aggiunta a ciascuna riga FEPA P, FEPA F, JIS ed ANSI per il confronto.
Grit micro-mesh MM rispetto ad altri standard. <script src="https://platform.linkedin.com/badges/js/profile.js" async defer type="text/javascript"></script>

FEPA P Paper	Micron μm	FEPA F Grain	Micron μm	JIS R6001 Japan 1973	Micron μm	ANSI	Micron μm	MM
		F5	4125
		F6	3460
		F7	2900
		F8	2460
		F10	2085
P12	1815	F12	1765
		F14	1470
P16	1324	F16	1230
P20	1000	F20	1040
		F22	885
P24	764	F24	745
P30	642	F30	625
P36	538	F36	525
P40	425	F40	438
		F46	370
P50	336	F54	310
P60	269	F60	260	J60
		F70	218
P80	201
		F80	185
P100	162
		F90	154
P120	125	F100	129	J100	125	100	125
		F120	109
P150	100
P180	82	F150	82	J150	80	150	80
P220	68	F180	69	J180	70	180	70
		F220	58	J220	58	220	58
Micro grains				J240	80
				J280	68
P240	58.5 ±2			J320	57
P280	52.2 ±2	F230	53 ±3			240	51
P320	46.2 ±1.5			J360	48
		F240	44.5 ±2
P360	40.5 ±1.5			J400	40	280	41.5
P400	35.0 ±1.5	F280	36.5 ±1.5
				J500	34	320	33
P500	30.2 ±1.5	F320	29.2 ±1.5	J600	29	360	28
P600	25.8 ±1
P800	21.8 ±1	F360	22.8 ±1.5	J700	24	400	22.5	1500
P1000	18.3 ±1			J800	20
		F400	17.3 ±1	J1000	16	500	18
P1200	15.3 ±1					600	14	1800
P1500	12.6 ±1	F500	12.8 ±1	J1200	13			2400
P2000	10.3 ±0.8					800	12	3200
		F600	9.3 ±1	J1500	10
P2500	8.4 ±0.5			J2000	8	1000	7.8
P3000	7
P5000	5
		F800	6.5 ±1
		F1000	4.5 ±0.8	J3000	5	1200	5.5	4000
								6000
		F1200	3.0 ±0.5	J4000	3			8000
		F1500	2.0 ±0.4	J6000	2			12000
		F2000	1.2 ±0.3	J8000	1.2

JEOL Microscopio Elettronico a Scansione (SEM)

Il Microscopio Elettronico a Scansione è un microscopio in cui la sorgente luminosa  è costituita da un fascio di elettroni. Questo fascio, caratterizzato da una lunghezza d'onda estremamente bassa e prodotto solitamente da un filamento di tungsteno, è accelerato da una differenza di potenziale che varia da 0,3 a 30 keV (pistola elettronica termoionica - TE gun).

La focalizzazione del fascio elettronico sul campione ( sonda elettronica) posto nel portacampione viene regolata da due lenti magnetiche, costituite da spire in cui si fa passare corrente ad intensità variabile.  Al centro delle due spire si genera un campo magnetico la cui intensità è regolata dall'intensità della corrente che attraversa le spire stesse. Le due lenti sono:

• lente condensatore (una o più lenti) che regola il fascio elettronico che raggiunge l’obbiettivo.
• lente obiettivo, che gestisce il fascio di elettroni incidente sulla superficie del campione. Regolando la lente obiettivo si regola anche la profondità di fuoco del SEM che è maggiore di quella del microscopio ottico consentendo rispetto ad esso, all'aumentare degli ingrandimenti, immagini nitide di una porzione di spessore del campione.

La sonda elettronica scansiona la superficie del campione da analizzare producendone l'immagine.  La scansione di quanto interessa analizzare è affidata anche ad un portacampioni eucentrico, che cioè si muove, manualmente o controllato da PC, secondo i seguenti movimenti :

•  in x-y

• sull'asse z per variare la risoluzione

• basculando sul baricentro.

• ruotando intorno all'asse z. 

(le immagini sono prese dal SEM primer di Jeol)


Il microscopio lavora sotto vuoto, potendo operare in alto vuoto (HV: 10-2/10-3 Pa) o  basso vuoto (LV: fino al massimo 1 Pa) grazie ad un sistema di pompe rotativa (per il primo stadio di vuoto) e turbomolecolare ( per il vuoto spinto) . In alto vuoto si possono ottenere immagini ad elevati ingrandimenti (fino a 150k/200k) con un potere risolutivo dell’ordine di 1 nm ma è necessaria una adeguata preparazione del campione allo scopo di renderlo conduttivo. In basso vuoto, invece, le immagini risultano di minore qualità, ma il campione non necessita di alcuna preparazione preliminare.
In seguito all'impatto del fascio di elettroni primari con la superficie da investigare si generano:

• elettroni secondari: e- emessi dagli strati più superficiali del campione: studio della morfologia e dei fenomeni di superficie;
• elettroni retro diffusi: e- del fascio incidente che, dopo aver una serie di riflessioni nei primissimi strati del campione, riemergono dalla superficie con un’energia attenuata: rivelano la distribuzione differenziale degli atomi costitutivi sotto l’aspetto di energie medie disperse;
• raggi X: è la radiazione emessa dagli elementi costituenti il campione. Analizzata da uno spettrometro X a dispersione di energia ( EDS) fornisce informazioni elementari semi-quantitative relative a circa 1 micron cubo di campione.

A seconda che il campione sia costituito da materiale più o meno conduttivo, si caricherà o meno degli elettroni diffusi in esso. Se è conduttivo, scaricherà al suo esterno gli elettroni, caricandosi positivamente. Se non è conduttivo, questo flusso sarà ridotto portando ad un accumulo di elettroni nel campione (charging), che si caricherà negativamente: la sonda elettronica verrà respinta e l'immagine distorta. 

Questi elettroni secondari emessi dal campione vengono raccolti da un detector ESD ( detector di elettroni secondari appunto) costituito da un sistema collettore-scintillatore-PMT. Più elettroni arrivano al detector, più luminosa è l'immagine.

Se il campione si carica poco perchè è costituito di  materiale conduttivo, questa carica sarà localizzata. Dato che si instaura una differenza di potenziale tra campione e ESD (carico positivamente), più elettroni arrivano al detector più l'immagine è luminosa. Se il charging è localizzato, si generano campi elettrici nel campione che deviano questo flusso e l'immagine è disturbata.

Per evitare il charging, si riveste il campione di un sottile strato di materiale conduttivo (metallo nobile): sottile perché si adatti alla morfologia del campione; continuo, onde evitare charging localizzato.

- JSM-IT200LA: SEM compatto dall’ottimo rapporto prezzo/prestazione e altamente automatizzato; - JSM-IT500LA: SEM top di gamma dalla flessibilità senza compromessi. Entrambi gli strumenti sono dotati di microanalisi EDS JEOL (unico fornitore a poter proporre un pacchetto completo della stessa casa produttrice), possibilità di lavorare in alto e basso vuoto, completo di camera a colori per eseguire correlazioni di immagini ottiche ed elettroniche (microscopia correlativa).