Właściwości i zastosowania mikroskopu elektronowego
1. Zasada działania skaningowego mikroskopu elektronowego
Skaningowy mikroskop elektronowy wykorzystuje skupioną wiązkę elektronów do skanowania i obrazowania powierzchni próbki punkt po punkcie. Próbka to cząstki masowe lub proszkowe, a sygnałem obrazowania mogą być elektrony wtórne, elektrony wstecznie rozproszone lub elektrony zaabsorbowane. Wśród nich elektrony wtórne są najważniejszym sygnałem obrazowania. Elektrony emitowane przez działo elektronowe o energii 5-35keV wykorzystują plamkę poprzeczną jako źródło elektronów i tworzą drobną wiązkę elektronów o określonej energii, określonym natężeniu prądu wiązki i średnicy plamki wiązki poprzez redukcję wtórnej soczewki kondensora i soczewki obiektywu. Napędzany przez cewkę skanującą, skanuj powierzchnię próbki zgodnie z określoną sekwencją czasu i przestrzeni. Skupiona wiązka elektronów oddziałuje z próbką, generując wtórną emisję elektronów (i inne sygnały fizyczne), a ilość wtórnej emisji elektronów zmienia się w zależności od topografii powierzchni próbki. Sygnał elektronów wtórnych jest zbierany przez detektor i przetwarzany na sygnał elektryczny. Po wzmocnieniu przez wideo jest ono wprowadzane do siatki kineskopu, a jasność kineskopu, który jest skanowany synchronicznie z padającą wiązką elektronów, jest modulowana w celu uzyskania obrazu elektronów wtórnych, który odzwierciedla topografię powierzchni próbki.
Po drugie, skaningowy mikroskop elektronowy ma następujące cechy
(1) Można obserwować duże próbki (większe średnice można zaobserwować w przemyśle półprzewodnikowym), a metoda przygotowania próbki jest prosta.
(2) Głębia ostrości jest duża, trzysta razy większa niż w mikroskopie optycznym, który jest odpowiedni do analizy i obserwacji chropowatych powierzchni i pęknięć; obraz jest pełen trójwymiarowości, realistyczny, łatwy do zidentyfikowania i wyjaśnienia.
(3) Zakres powiększenia jest duży, na ogół 15-200000 razy, co jest wygodne do ogólnych badań przy małym powiększeniu oraz obserwacji i analizy przy dużym powiększeniu materiałów heterogenicznych o wielofazowym i wieloskładowym składzie.
(4) Ma znaczną rozdzielczość, na ogół 2-6 cm
(5) Jakość obrazu można skutecznie kontrolować i poprawiać metodami elektronicznymi, na przykład tolerancję kontrastu obrazu można poprawić poprzez modulację, tak aby jasność i ciemność każdej części obrazu były umiarkowane. Używając urządzenia z podwójnym powiększeniem lub selektora obrazów, na ekranie fluorescencyjnym można jednocześnie obserwować obrazy o różnych powiększeniach lub obrazy o różnych formach.
(6) Można przeprowadzić analizę różnych funkcji. W połączeniu ze spektrometrem rentgenowskim może przeprowadzać analizę mikroskładników, obserwując jednocześnie morfologię; wyposażony w akcesoria, takie jak mikroskop optyczny i monochromator, może obserwować obrazy katodofluorescencji i przeprowadzać analizę widma katodofluorescencji.
(7) Testy dynamiczne można przeprowadzać na etapach takich jak ogrzewanie, chłodzenie i rozciąganie próbek, aby obserwować przejścia fazowe i zmiany morfologiczne w różnych warunkach środowiskowych.
trzy. Zastosowanie mikroskopii elektronowej
Jest to niezastąpione narzędzie w analizie wad materiałowych, analizie procesów metalurgicznych, analizie obróbki cieplnej, metalografii, analizie uszkodzeń itp. Na przykład przedsiębiorstwo wojskowe ma w swoim dokumencie przetargowym następujące wymagania dotyczące skaningowego mikroskopu elektronowego: „Ten zestaw sprzętu służy do analizy i pomiaru składu chemicznego mikroobszarów materiałowych, wad metalurgicznych, wewnętrznej struktury materiałów wyrobów, a także służy do zmian technologicznych, analizy i pomiaru wewnętrznej i powierzchniowej struktury materiału, zmian morfologii i defektów itp. Jednocześnie proces może być prowadzony zgodnie z wynikami.
