Введение в основные приложения сканирующей электронной микроскопии.
Сканирующий электронный микроскоп — многофункциональный инструмент со многими превосходными свойствами и один из наиболее широко используемых инструментов, который может выполнять следующие основные анализы:
(1) Наблюдение и анализ трехмерной морфологии;
(2) Композиционный анализ микрорегионов с учетом морфологии.
(1) Наблюдение за наноматериалами. Так называемые наноматериалы представляют собой твердые материалы, которые получают методом формования под давлением при условии сохранения чистоты поверхности, когда размер частиц или микрокристаллов, составляющих материал, находится в пределах от 0,1 до 100 нм. Наноматериалы обладают многими уникальными физико-химическими свойствами, отличными от свойств кристаллического и аморфного состояний. Наноматериалы имеют широкую перспективу развития и станут ключевым направлением будущих исследований материалов. Важной особенностью сканирующего электронного микроскопа является его высокое разрешение, которое сейчас широко используется для наблюдения за наноматериалами.
② Провести анализ разрушения материала. Еще одной важной особенностью сканирующего электронного микроскопа является большая глубина резкости, изображение насыщено трехмерным смыслом. Глубина фокуса сканирующего электронного микроскопа, чем у просвечивающего электронного микроскопа, в 10 раз больше, чем у оптического микроскопа в сотни раз. Поскольку глубина резкости изображения велика, а сканирующее электронное изображение является трехмерным, трехмерной формы, оно может предоставить гораздо больше информации, чем другие микроскопы, и эта функция очень ценна для пользователя. Сканирующий электронный микроскоп показывает морфологию трещины с глубокого угла, с большой глубиной резкости, представляет суть разрушения материала, в обучении, научных исследованиях и производстве играет незаменимую роль в анализе причины разрушения материала, анализе Причина несчастных случаев и разумность процесса являются мощным средством определения.
③ Непосредственное наблюдение исходной поверхности большого образца. С его помощью можно непосредственно наблюдать образец диаметром 100 мм, высотой 50 мм или более крупными размерами без каких-либо ограничений по форме образца, а также можно наблюдать шероховатые поверхности, что исключает трудности с подготовкой образцов, и может действительно наблюдать сам образец как материальный компонент другой облицовки (изображение в отраженных электронах).
④Наблюдение за толстыми образцами. При наблюдении толстых образцов можно получить высокое разрешение и максимально реалистичный вид. Разрешение сканирующей электронной микроскопии находится между разрешением оптической и просвечивающей электронной микроскопии. Однако при сравнении наблюдения толстого образца, поскольку в просвечивающем электронном микроскопе необходимо использовать метод составной пленки, а разрешение составной пленки обычно составляет всего 10 нм, а наблюдение ведется не за самим образцом. Поэтому выгоднее наблюдать толстый образец с помощью сканирующего электронного микроскопа, чтобы получить реальную информацию о поверхности образца.
⑤ Наблюдайте за деталями каждой области образца. Образец имеет очень большой диапазон перемещения в камере для образца. Рабочее расстояние других микроскопов обычно составляет всего 2-3 см, поэтому образец может перемещаться только на два градуса пространства. Однако в сканирующем электронном микроскопе все по-другому, поскольку рабочее расстояние велико (может быть более 20 мм), большая глубина фокуса (в 10 раз больше, чем у просвечивающего электронного микроскопа), а также пространство камеры для образца. большой, поэтому можно позволить образцу иметь шесть степеней свободы перемещения в трех градусах пространства (т. е. три градуса пространственного перемещения, три градуса пространственного вращения), а диапазон перемещения велик, что чрезвычайно удобно для наблюдение за образцами неправильной формы деталей различных участков.
(vi) Наблюдение образцов в большом поле зрения и при малом увеличении. Поле зрения для наблюдения образцов с помощью сканирующего электронного микроскопа большое. В сканирующем электронном микроскопе поле зрения F, позволяющее одновременно наблюдать образцы, определяется по следующей формуле: F=L/M [8].
Где F – дальность поля зрения;
М - увеличение наблюдения;
L – размер люминесцентного экрана трубки.
Если в сканирующем электронном микроскопе используется трубка длиной 30 см (12 дюймов), увеличение в 15 раз, то его поле зрения достигает 20 мм. Большое поле зрения, наблюдение формы образца при малом увеличении необходимо в некоторых областях, например, в уголовных расследованиях и археологии.
(7) Непрерывное наблюдение от большого до малого увеличения. Диапазон увеличения очень широк и нет необходимости часто фокусироваться. Диапазон увеличения сканирующего электронного микроскопа очень широк (от 5 до 200 раз, 000 раз плавно регулируется), а хорошая фокусировка может быть от высокой до низкой кратности, от низкой до высокой кратности непрерывного наблюдения без перефокусировки, что особенно важно. удобен для анализа аварий.
⑧ наблюдение биологических образцов. Из-за электронного облучения вероятность повреждения и загрязнения образца очень мала. По сравнению с другими режимами электронной микроскопии, поскольку наблюдение электронного зонда, используемого в токе, невелико (обычно около 10-10 ~ 10-12A), размер пятна луча электронного зонда мал (обычно от 5 нм до десятков нанометров), энергия электронного зонда также относительно невелика (ускоряющее напряжение может достигать 2 кВ) и представляет собой не фиксированную точку облучения образца, а растровый сканирующий метод облучения образца, поэтому Поэтому степень повреждения и загрязнения препарата вследствие электронного облучения очень мала, что особенно важно для наблюдения за некоторыми биологическими препаратами.
