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纽迈分析:从CMP抛光液的分散评价看低场核磁在粉体工业中的应用
2022年04月06日 发布 分类:行业要闻 点击量:740
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人们对核磁共振(Nuclear Magnetic ResonanceNMR)作为现代医学成像检查的重要手段并不陌生,但对其在科学分析的结构研究和材料表征中的运用就知之甚少。其实,这项技术在粉体工业中已有不俗表现。

一、原理科普

核磁共振是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下,同一轨道中自旋不同的电子能量不同导致了原子光谱的分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。无论外磁场或高(强)或低(弱),原子核自旋光谱都会出现分裂,但高场核磁具有高灵敏度、高分辨率、高信噪比,但是对样品均匀度要求高,液体需要去离子化,固体需要是粉末状,而且仪器费用昂贵,安装需要专用场地,需要屏蔽设施,仪器需要液氮或液氦冷却,后续维护成本非常高;低场核磁则使用永磁体,设备小型化,灵活易于移动,维护简单,易与其他设备或配件整合,满足在线高通量测试要求。

综上,高场核磁共振主要用于测试分子化学结构,通过化学位移得到分子内部结构信息,研究领域属微观领域(分子内部);低场核磁共振主要用于测试分子与分子之间的动力学信息,通过弛豫时间(即系统的某种变量由暂态趋于某种定态所需要的时间)得到分子运动信息。低场核磁共振研究领域属亚微观领域(分子之间),可测定玻璃态转化温度、高分子材料交联密度、造影剂弛豫率、孔径分布及孔隙度等。

二、应用案例(CMP抛光液)

CMP抛光液

CMP抛光液

CMP抛光是半导体晶圆制造的必备流程之一,对高精度、高性能晶圆制造至关重要。抛光液的主要成分是研磨颗粒,PH值调节剂,氧化剂,分散剂,其对颗粒的尺寸及其在溶液中的分散性都有着极其严苛的要求。低场核磁则利用弛豫技术区分出纳米颗粒与溶剂的固液界面间那一层薄薄的表面溶剂分子,从而推导出溶剂覆盖在颗粒表面的比表面积,从而评价例如抛光液的这类悬浮液样品的分散性。


有人会说,传统的氮气吸附方法同样可以测量比表面积。当然可以,但是在实际的研发与生产过程中发现就算确保了研磨颗粒的比表面积稳定还是会发生抛光液性能不稳定的情况,这种情况很可能是研磨颗粒在溶剂中发生团聚,从而发生了尺寸上的变化而导致最终研磨性能问题。而核磁技术正是因为解决了溶液体系里颗粒的分散性而被广泛应用于CMP抛光液的研发与生产控制中。

除了半导体CMP抛光液,还有国家大力扶持的新能源电池浆料,光伏产业的导电银浆,石墨烯浆料,电子浆料等新材料都非常适合采用核磁技术来研究其分散性稳定性。

三、核磁共振颗粒表面特性分析仪

核磁共振颗粒表面特性分析仪

1、产品特点

该产品采用一体式设计,重量轻方便移动,标准15mm试管适用于各种形态样品测试;测试迅速,3min完成一次测试;样品无需预处理,方便快捷;测试结果稳定可靠;适用性广,任何大小任何形状的颗粒、及高浓度和高粘度样品均可测试。

2、主要参数

样品最大尺寸:Ø8.5mm*H20mm;磁场强度:0.5 Tesla;

3、应用范围

悬浮液体系颗粒比表面积;粒子分散性、稳定性评估;颗粒与介质之间亲和性评价;粉体质量控制、分散工艺研究;PS/ABS中的油和橡胶含量;交联高分子交联度;硫或化学粉末中油含量的测定;表面活性剂含量分析。

关于纽迈分析

纽迈分析

苏州纽迈分析仪器股份有限公司专注于“低场核磁共振”技术开发、设备制造与应用推广,具备强大的研发能力、完整的制造和成熟的运营体系,是国家高新技术企业。经过十多年的发展,苏州纽迈分析仪器股份有限公司(纽迈分析)独立自主开发的多款低场核磁共振仪器打破了国外进口设备的垄断,已成功的应用于能源岩土、食品农业、生命科学、材料与教学等领域,获得业界的一致认可,取得多项国家奖项和资质认证。经过不断的技术积累与应用创新开拓,纽迈分析已迅速成长为一家注重人才、注重创新、注重发展的新三板上市高科技企业。

年产低场核磁共振成像分析仪1000台新建项目

2020年,纽迈分析年产低场核磁共振成像分析仪1000台新建项目在苏州浒墅关盛大开工,这不仅标志着苏州纽迈分析仪器股份有限公司又在发展历程上又书写了崭新和重要的篇章,也意味着低场核磁共振应用解决方案将更好服务于企业研发生产中。


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