Варианты металлографии и электронной микроскопии
Принципы сканирующей электронной микроскопии
Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), сокращенно СЭМ, представляет собой сложную систему; он объединяет электронно-оптическую технологию, вакуумную технологию, тонкую механическую структуру и современную технологию компьютерного управления. Сканирующий электронный микроскоп собирает электроны, испускаемые электронной пушкой, в тонкий электронный пучок через многоступенчатую электромагнитную линзу под действием ускоренного высокого напряжения. Сканируйте поверхность образца, чтобы стимулировать различную информацию, и анализируйте поверхность образца, получая, усиливая и отображая информацию. Взаимодействие падающих электронов с образцом создает типы информации, показанные на рисунке 1. Двумерное распределение интенсивности этой информации изменяется в зависимости от характеристик поверхности образца (эти характеристики включают морфологию поверхности, состав, ориентацию кристалла, электромагнитные свойства). и т. д.), а информация, собранная различными детекторами, последовательно и пропорционально преобразуется. Видеосигнал направляется на синхронно сканируемый кинескоп, и его яркость модулируется для получения сканированного изображения, отражающего состояние поверхности образца. Если сигнал, полученный детектором, оцифровывается и преобразуется в цифровой сигнал, он может быть дополнительно обработан и сохранен компьютером. Сканирующий электронный микроскоп в основном используется для наблюдения за толстыми образцами с большой разницей в высоте и шероховатостью, поэтому в конструкции подчеркивается эффект глубины поля, и он обычно используется для анализа трещин и естественных поверхностей, которые не были искусственно обработаны.
Электронный микроскоп и металлографический микроскоп
1. Различные источники света: в металлографических микроскопах в качестве источника света используется видимый свет, а в сканирующих электронных микроскопах в качестве источника света для визуализации используются электронные лучи.
2. Принцип другой: металлографический микроскоп использует принцип геометрической оптической визуализации для визуализации, а сканирующий электронный микроскоп использует высокоэнергетические электронные лучи для бомбардировки поверхности образца, чтобы стимулировать различные физические сигналы на поверхности образца, а затем использовать различные детекторы сигналов для приема физических сигналов и преобразования их в информацию об изображениях.
3. Различное разрешение: из-за интерференции и дифракции света разрешение металлографического микроскопа может быть ограничено только 0.2-0,5 мкм. Поскольку в сканирующем электронном микроскопе в качестве источника света используются электронные лучи, его разрешение может достигать 1-3 нм. Таким образом, наблюдение ткани с помощью металлографического микроскопа относится к микронному анализу, а наблюдение ткани с помощью сканирующего электронного микроскопа относится к наномасштабному анализу.
4. Глубина резкости разная: глубина резкости обычного металлографического микроскопа находится в пределах 2-3мкм, поэтому к гладкости поверхности образца предъявляются чрезвычайно высокие требования, поэтому процесс подготовки образца относительно сложный. Сканирующий электронный микроскоп имеет большую глубину резкости, большое поле зрения и трехмерное изображение, что позволяет непосредственно наблюдать тонкую структуру неровной поверхности различных образцов.
