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ZEISS Xradia 610 und 620 Versa

ZEISS Xradia 610 und 620 Versa

3D-Röntgenmikroskope für schnellere Bildgebung intakter Proben im Sub-Mikrometerbereich

Wenn aus einer Forschungsaufgabe eine Entdeckungsreise wird.

Nutzen Sie eine nie dagewesene Vielseitigkeit für Ihre wissenschaftliche und industrielle Forschung mit den modernsten 3D-Röntgenmikroskopen der Xradia Versa-Produktfamilie von ZEISS.

Mit der branchenweit besten Auflösung und exzellentem Kontrast erweitern die Xradia-Modelle 610 und 620 Versa von ZEISS Ihre Möglichkeiten in der zerstörungsfreien Bildgebung im Sub-Mikrometerbereich.

Highlights

Erweitert die Grenzen von CT-Lösungen im Mikro- und Nanometerbereich

Zerstörungsfreie Mikroskopie intakter Proben im Sub-Mikrometerbereich
Höherer Fluss und schnellere Scans ohne Kompromisse bei der Auflösung
Echte räumliche Auflösung von 500 nm mit einer erreichbaren minimalen Voxelgröße von 40 nm
Hohe Auflösung über ein breites Spektrum an Probenarten, -größen und Arbeitsabständen
In-situ-Bildgebung für zerstörungsfreie Charakterisierung der Mikrostrukturen in kontrollierten Umgebungen und im zeitlichen Verlauf
Aufrüstbar und erweiterbar mit künftigen Innovationen und Entwicklungen

Höchste Auflösung und höchster Fluss

Wo die herkömmliche Tomographie auf eine einstufige geometrische Vergrößerung setzt, bietet Xradia Versa eine Kombination aus einer einzigartigen zweistufigen Vergrößerungsoptik und einer Strahlenquelle mit hohem Fluss, um Bilder mit einer Auflösung im Sub-Mikrometerbreich schneller zu erzeugen. Die RaaD-Architektur (Resolution at a Distance) ermöglicht hochauflösende 3D-Bildgebung größerer, dichterer Objekte einschließlich intakter Komponenten und Geräte. Die optionale Flat-Panel-Erweiterung (FPX) ermöglicht schnelle Scans sehr großer Proben (bis zu 25 kg), wodurch Regions of Interest (ROIs) im Inneren schneller identifiziert werden können.

Neue Freiheitsgrade

Nutzen Sie die branchenweit umfassendste Lösung für 3D-Röntgenbildgebung in der wissenschaftlichen und industriellen Forschung: maximieren Sie Absorption und Phasenkontrast, um eine nie dagewesene Charakterisierung Ihrer Materialien und deren Eigenschaften zu erreichen. Erhalten Sie Zugang zu kristallografischen 3D-Informationen durch Beugungskontrast-Tomographie. Verbessern Sie die Scangeschwindigkeit und genauigkeit großer oder ungewöhnlicher Proben mit modernen Aufnahmetechniken. Wenden Sie Machine Learning-Algorithmen an, um die Nachverarbeitung und Segmentierung Ihrer Proben zu erleichtern.

Erstklassige 4D-/ In Situ Lösung

Die ZEISS Xradia Versa-Modelle der 600-Serie können zerstörungsfrei die 3D-Mikrostruktur von Materialien unter kontrollierten Einflüssen (in situ) charakterisieren und die Entwicklung von Strukturen im Zeitverlauf (4D) beobachten. Durch den wirksamen Einsatz von Resolution at a Distance liefert Xradia Versa bei großen Arbeitsabständen stets die höchste Auflösung; so werden Probe, Klimakammer und hochpräzise In-situ-Vorrichtungen aufgenommen, ohne Abstriche bei der Auflösung zu machen. Versa lässt sich nahtlos mit anderen ZEISS-Mikroskopen integrieren, um Herausforderungen korrelativer Bildgebung mit unterschiedlicher Skalierung zu lösen.

Anwendungsbeispiele

ZEISS Xradia 610 und 620 Versa im Einsatz

Lithium-Ionen-Batterien

Typische Aufgaben und Anwendungen

Rezeptentwicklung und Lieferkettenkontrolle: Inspektion intakter Proben zur effektiven Zuliefererkontrolle, Aufdeckung von Änderungen am Rezept oder Kosteneinsparungen, die Leistung oder Lebensdauer beeinflussen können
Sicherheits- und Qualitätsprüfung: Identifikation von Schmutz, Partikelbildung, Graten am elektrischen Kontakt oder Schäden am Polymer-Separator
Lebensdauer und Alterungseffekt: Längsschnittstudien der Alterungseffekte

Intakte Zylinderzelle (160 kV) – Schweißgrate, Metalleinschlüsse, Falten oder Knicke in Leiterschichten

Große Pouch-Zelle (120 kV) – Schadensanalyse, Quellen, Befeuchtung, Bildung von Elektrolytgas

Kleine Pouch-Zelle (80 kV) – In-situ-Mikrostruktur, Alterungseffekt auf Kornebene der Kathode, Trennschicht

Kleine Pouch-Zelle: 0,4-fach Übersichtsscan, 4-fach Resolution at a Distance, 20-fach Resolution at a Distance

Elektronik- und Halbleiterkomponenten

Typische Aufgaben und Anwendungen

Durchführung von Struktur- und Schadensanalysen zur Prozessentwicklung, Ausbeuteverbesserung und Konstruktionsanalyse von modernen Halbleiter-Packages, einschließlich 2,5-/3D- und Fan-Out-Packages
Analyse von Leiterplatten für Reverse Engineering und Hardware-Sicherheit
Zerstörungsfreie Bildgebung über mehrere Längenskalierungen von Modul über Package bis zur Verbindung für die Charakterisierung von Schäden in Sub-Mikrometerauflösung in Geschwindigkeiten, die physikalische Querschnittsbildung ergänzen können
Besseres Verständnis von Defektpositionen und -verteilungen durch Anzeige unbegrenzter virtueller Querschnitts- und Draufsichtbilder aus allen gewünschten Winkeln

Visualisierung von C4-Bumps, TSVs und Cu-Säulen-Mikrobumps in einem 2,5D-Package, die eine hochauflösende Ansicht innerhalb des intakten Packages ermöglicht, 1 µm/Voxel.

Virtueller Querschnitt des 2,5D-Packages zeigt Lotrisse und Lücken in C4-Bumps.

DRAM-Packageverbindung in einem Package von 10 mm x 7 mm x 1 mm mit einem 4-Chip-Stapel. Lotextrusion kann einfach in 3 Dimensionen visualisiert werden, 0,8 µm/Voxel.

Virtueller Querschnitt von Mikro-Bumps in einem DRAM-Paket. TSV haben einen Durchmesser vo 6 µm und Mikro-Bumps haben durchschnittlich einen Durchmesser von 35 µm. Kleine Lücken im Lot von 2 µm sind sichtbar.

Additive Fertigung

Typische Aufgaben und Anwendungen

Detaillierte Form-, Größen- und Volumenverteilungsanalyse von Partikeln im Additive Manufacturing (AM)-Pulverbett zur Bestimmung korrekter Prozessparameter
Hochauflösende, zerstörungsfreie Bildgebung für die mikrostrukturelle Analyse von AM-Teilen
3D-Bildgebung zum Vergleich mit CAD-Darstellung des Sollzustands
Erkennung nicht geschmolzener Partikel, Hoch-Z-Einschlüsse und Lücken
Analyse der Oberflächenrauigkeit innerer Strukturen, auf die mit anderen Methoden nicht zugegriffen werden kann

Beurteilung der Oberflächenrauigkeit einer gedruckten AM-Leitung (Ti-6Al-4V); hochauflösender Scan erstellt bei Voxeln von ~1,7 mm über ~3,4 mm Fläche.

Bildgebung unterschiedlicher A205-AM-Pulverqualitäten bei einer Voxelauflösung von 3,9 µm.

Innere Struktur eines AM-gefertigten Aluminiumzahnrads; Bildgebung mit Voxelauflösung von 3 µm wird verwendet, um nicht-geschmolzene Partikel, Hoch-Z-Einschlüsse und kleine Lücken zu sehen.

ISO 25178 Beurteilung der Oberflächenrauigkeit einer Ti-6Al-4V-Testprobe. Ergebnisse von XRM und ZEISS Smartproof 5 Konfokalmikroskop sind sehr ähnlich.

Materialforschung

Typische Aufgaben und Anwendungen

Charakterisierung dreidimensionaler Strukturen
Beobachtung von Fehlermechanismen, Degradationserscheinungen und internen Defekten
Untersuchung von Eigenschaften bei unterschiedlichen Längenskalierungen
Quantifizierung mikrostruktureller Entwicklung
Durchführung von In-situ- und 4D-Studien (zeitabhängige Studien), um die Auswirkungen von Erwärmung, Abkühlung, Trocknung, Befeuchtung, Zug, Druck, Imbibition, Entwässerung und anderen simulierten Umwelteinflüssen zu verstehen

Additiv hergestellte Gitterstruktur.

Poröse Glasschaumisolierung, abgebildet bei mehreren Längenskalierungen.

Kohlefaserverstärktes Polymerverbundmaterial

Lokalisierte hochauflösende Tomographie und Segmentierung mehrerer Phasen in Beton.

Rohstoffe

Typische Aufgaben und Anwendungen

Durchführung von Multiskalenanalysen von Porenstruktur und Flüssigkeitsströmung
Direkte Messung der Flüssigkeitsströmung auf Porenskala mithilfe von In-situ-Flussgeräten
Analyse von Kristallstrukturen mithilfe von LabDCT
Partikelanalyse mit vollständiger 3D-Rekonstruktion
Bergbauprozesse voranbringen: Analyse von Abraum zur Produktionsoptimierung im Bergbau; Durchführung thermodynamischer Auslaugprüfungen; Durchführung von QA-/QS-Analysen an Bergbauprodukten wie Eisenerz-Pellets
Verständnis von der Orientierung von Körnern in Stahl und anderen Metallen

Einzelnes Goldkorn, das in einer Population von ~26.000 Pyritkörnern identifiziert wurde.

Multiskalare, nicht-invasive Charakterisierung von Sandsteinkern, die hochwertige, nicht-invasive Innentomographie und integrierte analytische Untersuchung der Porengrößen zeigt (Abbildung zeigt Porentrennung).

Traditionelles Absorptionskontrastbild von zerfallenem Olivin.

Einzelne Unterkristalle, die mit LabDCT bei zerfallenem Olivin identifiziert wurden.

Biowissenschaften

Typische Aufgaben und Anwendungen

3D-Bildgebung biologischer Proben in ihren natürlichen Umgebungen
Bildgebung von Pflanzenwurzeln in ihrer ursprünglichen Erde ohne spezielle Probenvorbereitung
Bildgebung von empfindlichen Tieren und Pflanzen, gänzlich ohne Probenvorbereitung und -schnitt
Bildgebung im Sub-Mikrometerbereich von festen Strukturen wie ganzen Samen

XRM-Aufnahme einer Blüte zeigt ihre Bestandteile in einer neuen 3D-Ansicht. Kelchblätter (gelb) und Blütenblätter (lila) können unterschieden werden.

Libelle, dargestellt in ihrer ursprünglichen Struktur, gänzlich ohne Probenvorbereitung oder -schnitt.

Samen sind sehr feste und kompakte Strukturen und ihr Innenbereich kann nur schwer im Ganzen dargestellt werden. Das Bild zeigt die vorgeformten Keimblätter, die das Energiereservoir für das weitere Wachstum der Pflanze enthalten.

In Erde eingebettete Pflanzenwurzel: die Wurzel kann als dominante Struktur in der Erde, die aus Körnern unterschiedlicher Größe und Form besteht, erkannt werden. Voxelgröße: 5,5 µm.

Ihr Einblick in die Technik dahinter

Zerstörungsfreie Bildgebung mit der branchenweit besten Auflösung und mit exzellentem Kontrast

Höchste Auflösung ohne Kompromisse

Übliche Röntgen-Computertomographie (CT) ist durch die geometrische Natur der Vergrößerung auf kleine Probengrößen beschränkt, wenn in hoher Auflösung abgebildet wird. Eine hohe Auflösung bei größeren Proben zu bewahren ist unmöglich, da mit längeren Arbeitsabständen gearbeitet werden muss. Hochauflösende Bildgebung erfordert bei CT-Systemen auch einen geringen Röntgenfluss, wodurch der Durchsatz der Messung reduziert wird. Dadurch wird die praktische Anwendbarkeit der maximalen Auflösung, die von den meisten CT-Herstellern angegeben wird, eingeschränkt.

ZEISS Xradia Versa der 600-Serie überwinden diese Kompromisse durch die Integration einer zweistufigen Vergrößerungsarchitektur, bei der eine Strahlenquellentechnologie mit hohem Fluss genutzt wird.

ZEISS gibt die wahre räumliche Auflösung an und bringt ein Standardmaß der Mikroskopleistung in die 3D-Röntgenmessung ein. Räumliche Auflösung bezieht sich auf den Mindestabstand, bei dem zwei Eigenschaften durch ein Bildgebungssystem aufgelöst werden können. ZEISS Xradia Versa-Systeme der 600-Serie bieten eine echte räumliche Auflösung von 500 nm mit einer erreichbaren minimalen Voxelgröße von 40 nm.

Strahlenquelle mit hohem Fluss

Zahlreiche Vorteile

Die ZEISS Xradia Versa-Modelle der 600-Serie führen eine bahnbrechende Strahlenquellentechnologie mit hoher Leistung (25 W) ein, die im Vergleich zu ihren Vorgängermodellen einen signifikant höheren Röntgenfluss liefern kann. Die neue Quelle erweitert die Leistungsgrenzen mit verbessertem Wärmemanagement sowie erhöhtem Fluss und Durchsatz, während gleichzeitig die Auflösungsleistung erhalten bleibt. Ein neues System zur Kontrolle der Strahlenquelle verbessert die Reaktionsfähigkeit, wodurch die Scaneinrichtung beschleunigt wird.

Die Vorteile auf einen Blick:

Schnellere Tomographiescans
Höherer Probendurchsatz
Mehr Regions of Interest
Verbessertes Kontrast-Rausch-Verhältnis
Stärkere Beugungsmuster
Möglichkeit von langen bzw. Multi-Scan-Arbeitsprozessen (in situ, DSCoVer, Stitching, DCT)

ZEISS Xradia 620 Versa – Strahlenquelle

ZEISS Röntgenmikroskope

RaaD bietet viele Vorteile

ZEISS Xradia Versa verwendet eine zweistufige Vergrößerungsarchitektur, die für unterschiedlichste Probengrößen und -arten eine Bildgebungsauflösung im Sub-Mikrometerbereich bei großen Arbeitsabständen ermöglicht (Resolution at a Distance). Bilder werden zunächst wie bei konventionellem microCT mit geometrischer Projektion vergrößert. Das projizierte Bild wird anschließend auf einen Szintillator geworfen, der die Röntgenstrahlen in sichtbares Licht umwandelt. Dieses wird vor der Aufnahme durch einen CCD-Detektor mit Mikroskopoptik optisch vergrößert..

Dank mehr verfügbarer Röntgenphotonen liefert die ZEISS Xradia Versa 600-Serie Ergebnisse in kürzerer Zeit. Und das für eine breite Palette an Probengrößen/ arten und ohne Abstriche bei der Auflösung.

Konventionelle microCT-Architektur

Probe muss sich in geringem Abstand zur Quelle befinden um die Auflösung zu erreichen.

ZEISS XRM – zweistufige Vergrößerungsarchitektur

Probe wird unabhängig vom Abstand zur Quelle abgebildet. Auf diese Weise kann der Innenbereich größerer Proben zerstörungsfrei bei höherer Auflösung dargestellt werden.

Zubehör

Erweitern Sie die Möglichkeiten fortschrittlicher Materialcharakterisierung in 3D

LabDCT

Die Möglichkeiten des Synchrotrons für Ihre Laborexperimente

LabDCT (Beugungskontrast-Tomographie), die ausschließlich auf dem Xradia 620 Versa verfügbar ist, ermöglicht zerstörungsfreies Mapping von Ausrichtung und Mikrostruktur in 3D. Direkte Visualisierung dreidimensionaler kristallografischer Korn-Orientierung eröffnet eine neue Dimension bei der Charakterisierung von Metalllegierungen und polykristallinen Materialien.

Von der umfassenden 3D-Mikrostrukturanalyse großer Volumen bis hin zu lokaler Analyse von einzelnen Korngrenzen.
Untersuchung der mikrostrukturellen Entwicklung mit 4D-Bildgebungsexperimenten.Kombination von kristallografischen 3D-Informationen mit 3D-Mikrostruktureigenschaften.
Kombination von Modalitäten zum Verständnis der Beziehungen von Struktureigenschaften.

Armco-Eisenprobe mit anomalem Kornwachstum.

Flat-Panel-Erweiterung

Abbildung noch größerer Proben mit hohem Durchsatz

Dreistufiger Scout-and-Zoom-Arbeitsprozess.

Die optionale Flat-Panel-Erweiterung (FPX) ermöglicht Scans von großen Proben mit hohem Durchsatz und der herausragenden Bildqualität von ZEISS. FPX verbessert die Bildgebungsflexibilität und steigert die Effizienz Ihrer Arbeitsprozesse mit einem umfassenden System für industrielle und wissenschaftliche Forschung.

Scout-and-Zoom ist eine einzigartige Fähigkeit der Röntgenmikroskope von ZEISS, die FPX wirksam einsetzen, um explorative "Scout"-Scans über ein großes Sehfeld durchzuführen. So werden innere Regions of Interest identifiziert, bei denen ohne komplexe Probenvorbereitung hochauflösende "Zoom"-Scans durchgeführt werden können.

In Situ Experimente

Die Grenzen des wissenschaftlichen Fortschritts werden neu gesetzt

ZEISS Xradia Versa ist die branchenführende 3D-Bildgebungslösung für die verschiedensten In-situ-Vorrichtungen von Hochdruck-Flusszellen bis hin zu Spannungs-, Kompressions- und Thermo-Stages.

Der Einsatz unterschiedlicher Arten von In-situ-Vorrichtungen erfordert, Proben für solche Experimente weiter von der Strahlenquelle entfernt zu befestigen. Bei herkömmlichen microCT-Systemen schränkt das die Auflösung, die bei solchen Messungen erreicht werden kann, erheblich ein. Nur ZEISS Röntgenmikroskope verfügen über die einzigartige RaaD-Technologie (Resolution at a Distance), mit der die beste Abbildungstreue von 3D-Strukturinformationen bei der In-situ-Bildgebung erreicht wird.

Zugfestigkeitsprüfung von lasergeschweißtem Stahl unter steigender Belastung.

Autoloader

Mehr Effizienz beim Handling von Proben

Die Autolader-Option ermöglicht es Ihnen, bis zu 70 Proben gleichzeitig zu programmieren und nacheinander zu bearbeiten.

Maximieren Sie die Nutzung Ihres Systems mit dem optional erhältlichen Autolader, der für alle Modelle der ZEISS Xradia Versa-Reihe erhältlich ist. Reduzieren Sie die Häufigkeit von Nutzerinteraktionen und erhöhen Sie die Produktivität, indem Sie mehrere Aufgaben in eine Warteschlange stellen. Laden Sie bis zu 14 Probenstationen, die bis zu 70 Proben unterstützen, und lassen Sie die Bearbeitung über Nacht oder über mehrere Tage hinweg laufen. Beispiellose mechanische Stabilität ermöglicht hochvolumiges, quantitatives und repetitives Scannen gleichartiger Proben.

Weitfeldmodus

Größere Proben flexibel abbilden

Abbildung großer Proben mit dem Weitfeldmodus, wie bei diesem 6-Zoll-Lautsprecher.

Mit dem Weitfeldmodus (WFM) können Abbildungen über ein erweitertes laterales Sehfeld erstellt werden. Das breite laterale Sehfeld bietet ein bis zu 3-fach größeres 3D-Volumen bei großen Proben oder eine höhere Voxeldichte bei einem Standardsehfeld. Alle Xradia Versa-Systeme unterstützen WFM mit dem 0,4-fach-Objektiv. Das Xradia 620 Versa-System verfügt zudem über WFM mit dem 4-fach-Objektiv. Zusammen mit Vertical Stitching können mit WFM größere Proben in ungewöhnlich hoher Auflösung abgebildet werden.

Automatischer Filterwechsler

Einfachere Untersuchung schwieriger Proben

Der automatische Filterwechsler bietet 12 Standardfilter und Platz für 12 benutzerdefinierte Filter.

Mit Neutraldichtefiltern für die Strahlenquelle wird das Röntgenenergiespektrum auf den jeweils optimalen Kontrast eingestellt, der von den spezifischen Materialeigenschaften der Probe abhängig ist. Jedes ZEISS Xradia Versa ist standardmäßig mit einem Satz von 12 Filtern ausgestattet. Das ZEISS Xradia 610 Versa ist mit einem einzelnen Filtereinschub ausgestattet, über den ein manueller Filterwechsel möglich ist. ZEISS Xradia 620 Versa-Systeme enthalten einen automatischen Filterwechsler, der die Nutzung vereinfacht und den nahtlosen Wechsel von Filtern zur einfachen Untersuchung unbekannter Proben ermöglicht.

Die Xradia Versa 600-Serie

	ZEISS Xradia 610 Versa	ZEISS Xradia 620 Versa
Räumliche Auflösung^a	500 nm	500 nm
Resolution at a Distance (RaaD™)^a,b (bei 50 mm Arbeitsabstand)	1.0 μm	1.0 μm
Erzielbare Voxel-Mindestgröße^c (Voxelgröße an Probe bei maximaler Vergrößerung)	40 nm	40 nm
Spannungsbereich der Elektronenquelle	30–160 kV	30–160 kV
Maximale Leistung der Elektronenquelle	25 W	25 W
Scout-and-Scan™ Kontrollsystem	✓	✓
Scout-and-Zoom	✓	✓
Vertical Stitch	✓	✓
XRM Python API	✓	✓
Automatischer Filterwechsler (AFC)		✓
High Aspect Ratio Tomography (HART)		✓
Dual Scan Contrast Visualizer (DSCoVer)		✓
Weitfeldmodus	0,4-fach	0,4-fach und 4-fach
ZEISS LabDCT für Beugungskontrasttomographie		Optional
ZEISS Autoloader	Optional	Optional
In Situ Verbindungskit	Optional	Optional
ZEISS OptiRecon	Optional	Optional
ZEISS ZEN Intellesis	Optional	Optional
ORS Dragonfly Pro	Optional	Optional

^aRäumliche Auflösung gemessen mit ZEISS Xradia 2D Sollauflösung, Normalfeldmodus, optionales 40-fach-Objektiv.
^b RaaD™-Arbeitsabstand definiert als Freiraum um die Drehachse.
^c Voxel ist ein Begriff aus der Geometrie, der zur Auflösung beiträgt, diese aber nicht bestimmt, und wird hier nur als Vergleich angegeben. ZEISS gibt die Auflösung über die räumliche Auflösung an, die tatsächliche Gesamtangabe der Auflösung eines Instruments.

Schützen Sie Ihre Investition

ZEISS Röntgenmikroskope können aufgerüstet und mit künftigen Innovationen und Entwicklungen erweitert werden. Auf diese Weise können Sie auch zukünftig auf Ihrem System von den Fortschritten modernster Mikroskoptechnologie profitieren. Vom ZEISS Xradia Context microCT zum ZEISS Xradia 500/510/520 Versa und nun mit den neuen ZEISS Xradia 610/620 Versa-Modellen. So können Anwender ihre im Betrieb befindlichen Systeme auf die neueste Röntgenmikroskop-Technologie aktualisieren.