Применение сканирующей электронной микроскопии
Сканирующий электронный микроскоп — это многофункциональный инструмент со многими превосходными свойствами, и он является наиболее широко используемым инструментом. Он может выполнять следующий базовый анализ:
в
(1) Наблюдение и анализ трехмерной формы;
в
(2) При наблюдении за морфологией проводится анализ состава микроучастка.
в
① Обратите внимание на наноматериалы. Так называемые наноматериалы относятся к твердым материалам, полученным путем сжатия частиц или кристаллитов, составляющих материалы, в диапазоне от 0,1 до 100 нм и поддержания чистоты поверхности. Наноматериалы обладают многими уникальными физическими и химическими свойствами, отличными от кристаллических и аморфных состояний. Наноматериалы имеют широкие перспективы развития и станут ключевым направлением материаловедения будущего. Важной особенностью сканирующей электронной микроскопии является ее высокое разрешение, которое широко используется для наблюдения за наноматериалами.
в
② Проанализируйте разрушение материала. Еще одной важной особенностью сканирующего электронного микроскопа является большая глубина резкости и трехмерность изображения. Глубина резкости сканирующего электронного микроскопа в 10 раз больше, чем у просвечивающего электронного микроскопа, и в сотни раз больше, чем у оптического микроскопа. Благодаря большой глубине резкости изображения полученное сканированное электронное изображение имеет объемную форму и может дать гораздо больше информации, чем другие микроскопы. Эта функция очень ценна для пользователей. Морфология разрушения, отображаемая с помощью сканирующего электронного микроскопа, представляет сущность разрушения материала с точки зрения глубокого уровня и большой глубины резкости. Он играет незаменимую роль в обучении, научных исследованиях и производстве. Такие аспекты, как определение рациональности, являются мощным инструментом.
в
③ непосредственно наблюдайте за исходной поверхностью большого образца. Он может непосредственно наблюдать образцы диаметром 100 мм, высотой 50 мм или большими размерами без каких-либо ограничений на форму образца, а также можно наблюдать шероховатые поверхности, что избавляет от необходимости подготовки образцов и может действительно наблюдать за образцами Контраст различных компонентов материала самого образца (электронное изображение обратного отражения).
в
④ Обратите внимание на толстый образец. При наблюдении толстых образцов можно получить высокое разрешение и наиболее реалистичную форму. Разрешение сканирующей электронной микроскопии находится между разрешением световой микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Однако при сравнении наблюдения толстых образцов, поскольку метод ламинирования все еще используется в просвечивающем электронном микроскопе, а разрешение ламинирования может достигать только 10 нм, а наблюдение не является самим образцом, поэтому используйте сканирующую электронную микроскопию. более выгодно наблюдать за толстыми образцами и может получить более реальную информацию о поверхности образца.
в
⑤ Рассмотрите детали каждой области образца. Диапазон перемещения образца в камере для образцов очень велик. Рабочее расстояние других микроскопов обычно составляет всего 2–3 см, поэтому фактически в двухмерном пространстве может перемещаться только образец. Но в сканирующем электронном микроскопе все по-другому из-за большого рабочего расстояния (может быть больше 20 мм), большой глубины фокуса (в 10 раз больше, чем у просвечивающего электронного микроскопа) и большого пространства камеры для образца. поэтому образец можно поместить в трехмерное пространство. В движении имеется 6 степеней свободы (то есть перемещение в трехмерном пространстве, вращение в трехмерном пространстве), а диапазон перемещения велик, что обеспечивает большое удобство. к наблюдению за деталями каждой области образца неправильной формы.
в
⑥Наблюдайте за образцом в большом поле зрения и при малом увеличении. Поле зрения образца, наблюдаемого с помощью сканирующего электронного микроскопа, велико. В сканирующем электронном микроскопе поле зрения F, позволяющее одновременно наблюдать за образцом, определяется по следующей формуле: F=L/M
в
В формуле F — дальность поля зрения;
в
М - увеличение при наблюдении;
L——Размер экрана кинескопа.
Если в сканирующем электронном микроскопе используется кинескоп диаметром 30 см (12 дюймов), то при увеличении в 15 раз его поле зрения может достигать 20 мм. Большое поле зрения и малое увеличение для наблюдения за топографией образцов необходимы для некоторых областей, таких как криминальное расследование и археология.
⑦ Проводите непрерывное наблюдение от большого до малого увеличения. Переменный диапазон увеличения очень широк, и нет необходимости часто фокусироваться. Диапазон увеличения сканирующего электронного микроскопа очень широк (от 50, 000 до 200, 000 раз с плавной регулировкой), и после однократной фокусировки его можно непрерывно наблюдать от большого увеличения до малого увеличения, и от малого увеличения до большого увеличения без перефокусировки. Анализ особенно удобен.
⑧ Наблюдение за биологическими образцами. Степень повреждения и загрязнения образца из-за электронного облучения очень мала. По сравнению с другими электронными микроскопами, поскольку ток электронного зонда, используемого для наблюдения, мал (обычно около 10 -10 ~ 10 -12 А), размер пятна луча электронного зонда мал (обычно от 5 нм до десятки нанометров), а электрон. Энергия зонда также относительно мала (ускоряющее напряжение может составлять всего 2 кВ), и образец облучается не в фиксированной точке, а облучается в режиме растрового сканирования, поэтому повреждение и загрязнение образца происходит из-за электронного облучения. Очень мало, что особенно важно для наблюдения за некоторыми биологическими образцами.
⑨ Проведите динамическое наблюдение. В сканирующем электронном микроскопе информация изображения в основном представляет собой электронную информацию. Согласно техническому уровню современной электронной промышленности, даже электронная информация, которая изменяется с высокой скоростью, может быть получена, обработана и сохранена во времени без затруднений, поэтому можно проводить некоторые динамические наблюдения за процессами. Если в камере для образцов установлены такие приспособления, как нагревание, охлаждение, изгиб, растяжение и ионное травление, процесс динамического изменения, такой как фазовый переход и разрушение, можно наблюдать через телевизионное устройство. 10 Получите различную информацию о топографии поверхности образца. В сканирующем электронном микроскопе можно не только использовать падающие электроны для взаимодействия с образцом для получения различной информации для визуализации, но также можно получать различные специальные методы отображения изображений с помощью методов обработки сигналов, а также можно получать информацию с поверхности. морфология образца. Получить различную информацию. Поскольку сканирующее электронное изображение не записывается одновременно, оно разбивается почти на миллион частей и записывается последовательно, так что сканирующий электронный микроскоп может не только наблюдать морфологию поверхности, но и анализировать состав и элементы, а также через структура электронного канала. Для кристаллографического анализа размер выбранной области может составлять от 10 мкм до 2 мкм.
Благодаря вышеупомянутым характеристикам и функциям сканирующего электронного микроскопа ему уделяется все больше и больше внимания со стороны научных исследователей, и он становится все более и более широко используемым. Сканирующие электронные микроскопы широко используются в материаловедении (металлические материалы, неметаллические материалы, наноматериалы), металлургии, биологии, медицине, полупроводниковых материалах и устройствах, геологоразведке, борьбе с вредителями, выявлении катастроф (пожар, анализ отказов), криминальной разведке. , идентификация драгоценных камней, идентификация качества продукции и контроль производственного процесса в промышленном производстве и т. д.
