Свойства и применение электронного микроскопа
1. Принцип работы сканирующего электронного микроскопа
Сканирующий электронный микроскоп использует сфокусированный электронный пучок для сканирования и изображения поверхности образца точка за точкой. Образец представляет собой объемные или порошкообразные частицы, а сигнал изображения может представлять собой вторичные электроны, обратно рассеянные электроны или поглощенные электроны. Среди них вторичные электроны являются наиболее важным визуализирующим сигналом. Электроны, испускаемые электронной пушкой с энергией 5-35 кэВ, используют поперечное пятно в качестве источника электронов и формируют тонкий электронный пучок с определенной энергией, определенной силой тока пучка и диаметром пятна пучка за счет уменьшения вторичного конденсора и объектива. С помощью сканирующей катушки сканируйте поверхность образца в соответствии с определенной временной и пространственной последовательностью. Сфокусированный электронный пучок взаимодействует с образцом, вызывая вторичную эмиссию электронов (и другие физические сигналы), а количество вторичной эмиссии электронов зависит от топографии поверхности образца. Сигнал вторичных электронов улавливается детектором и преобразуется в электрический сигнал. После усиления видео оно подается на сетку кинескопа, и яркость кинескопа, сканируемого синхронно с падающим электронным лучом, модулируется для получения вторичного электронного изображения, отражающего топографию поверхности образца.
Во-вторых, сканирующий электронный микроскоп имеет следующие характеристики:
(1) Можно наблюдать большие образцы (большие диаметры можно наблюдать в полупроводниковой промышленности), а метод подготовки образцов прост.
(2) Большая глубина резкости, в триста раз больше, чем у оптического микроскопа, что подходит для анализа и наблюдения за шероховатыми поверхностями и трещинами; изображение наполнено трехмерностью, реалистично, легко идентифицируется и поясняется.
(3) Диапазон увеличений большой, как правило, в 15-200000 крат, что удобно для общего осмотра при малом увеличении и наблюдения и анализа при большом увеличении для неоднородных материалов многофазного и многокомпонентного состава.
(4) Имеет значительное разрешение, обычно 2-6 см
(5) Качество изображения можно эффективно контролировать и улучшать с помощью электронных методов, таких как допуск контрастности изображения, можно улучшить с помощью модуляции, чтобы яркость и темнота каждой части изображения были умеренными. Используя устройство двойного увеличения или селектор изображений, можно одновременно наблюдать на флуоресцентном экране изображения разного увеличения или изображения разной формы.
(6) Можно проводить анализ различных функций. При подключении к рентгеновскому спектрометру он может выполнять анализ микрокомпонентов, наблюдая за морфологией; при оснащении такими аксессуарами, как оптический микроскоп и монохроматор, он может наблюдать изображения катодофлуоресценции и выполнять спектральный анализ катодофлуоресценции.
(7) Динамические испытания можно проводить с использованием таких стадий образца, как нагрев, охлаждение и растяжение, для наблюдения за фазовыми переходами и морфологическими изменениями в различных условиях окружающей среды.
три. Применение электронной микроскопии
Это незаменимый инструмент при анализе дефектов материалов, анализе металлургических процессов, анализе термической обработки, металлографии, анализе отказов и т. д. Например, военное предприятие имеет следующие требования к сканирующему электронному микроскопу в своей тендерной документации: «Этот комплект оборудования используется для анализа и измерения химического состава микрообластей материала, металлургических дефектов и внутренней структуры материалов продукта, а также используется для технологических изменений Анализ и измерение внутренней и поверхностной структуры материала, изменения морфологии и дефекты и т.д. При этом процесс можно ориентировать по результатам.
