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【表面分析】材料表面の揮発性物質を分析できます ~TOF-SIMS~ (043)
接着不良の原因の一つとして被着体表面における阻害成分の存在が挙げられ、被着体表面に存在する成分を調べる手法としては、TOF-SIMS(飛行時間型二次イオン質量分析法)が有効です。しかし、TOF-SIMS分析は真空下で測定するため、通常(室温)の測定では低分子量の添加剤やモノマーあるいは有機溶剤は揮発し検出することができません。揮発性物質の付着が考えられる場合には、試料を冷却し揮発を抑制してから測定することが有効です。ここでは、ガラス表面に付着した揮発性物質を分析した事例を紹介します。
分析事例:ガラス上の接着阻害成分のTOF-SIMS分析_TOF-SIMS

接着不良が発生したガラス表面についてTOF-SIMS測定を行った結果を図1に示します。室温での測定では、接着不良の原因となる成分の存在は確認できません。一方、ガラスを-120℃程度まで冷却してから測定を行ったところ、脂肪酸および脂肪酸エステルが確認[(M+H)+の擬似分子イオンが検出]され、これらの成分の存在が接着不良の原因であることが判りました。このように、揮発性物質の付着が考えられる試料に対しては、冷却測定が有効です。


図1 TOF-SIMSスペクトル(正二次イオン)



その他の応用

・各種材料表面における揮発性物質の分布評価
・薄膜・多層膜中における揮発性物質の深さ方向分析


高分子分析の中で、接着不良が発生したガラス表面をTOF-SIMSの冷却測定を行うことで、原因物質が揮発性物質と判明した事例をご紹介しました。
有機フィルムの表面処理層をArガスクラスターイオンビーム(Ar-GCIB)を用いたTOF-SIMSのデプスプロファイル測定で調べた分析には、次のような事例もございます。
 ⇒有機フィルム表面処理層の深さ方向分析_TOF-SIMS(073)

 ⇒極薄付着物の組成分布が1ミクロンレベルでわかります_TOF-SIMS(022)

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