Vlastnosti a aplikace elektronového mikroskopu
1. Princip činnosti rastrovacího elektronového mikroskopu
Rastrovací elektronový mikroskop využívá fokusovaný elektronový paprsek ke skenování a zobrazování povrchu vzorku bod po bodu. Vzorkem jsou objemové nebo práškové částice a zobrazovacím signálem mohou být sekundární elektrony, zpětně odražené elektrony nebo absorbované elektrony. Mezi nimi jsou sekundární elektrony nejdůležitějším zobrazovacím signálem. Elektrony emitované elektronovým dělem s energií 5-35keV využívají křížovou skvrnu jako zdroj elektronů a tvoří jemný elektronový paprsek s určitou energií, určitou intenzitou proudu paprsku a průměrem paprskové skvrny prostřednictvím redukce sekundární kondenzorové čočky a čočky objektivu. Pomocí snímací cívky skenujte povrch vzorku podle určité časové a prostorové sekvence. Fokusovaný elektronový paprsek interaguje se vzorkem za účelem generování sekundární emise elektronů (a dalších fyzikálních signálů) a množství sekundární emise elektronů se mění s topografií povrchu vzorku. Sekundární elektronový signál je sbírán detektorem a převáděn na elektrický signál. Po zesílení videem je přivedeno do mřížky kineskopu a jas kineskopu, který je snímán synchronně s dopadajícím elektronovým paprskem, je modulován tak, aby se získal sekundární elektronový obraz, který odráží topografii povrchu vzorku.
Za druhé, rastrovací elektronový mikroskop má následující vlastnosti
(1) Lze pozorovat velké vzorky (větší průměry lze pozorovat v polovodičovém průmyslu) a způsob přípravy vzorku je jednoduchý.
(2) Hloubka ostrosti je velká, třistakrát větší než u optického mikroskopu, který je vhodný pro analýzu a pozorování drsných povrchů a lomů; obraz je plný trojrozměrného, realistického, snadno identifikovatelného a vysvětlitelného.
(3) Rozsah zvětšení je velký, obecně 15-200000krát, což je vhodné pro obecný průzkum při nízkém zvětšení a pozorování a analýzu při velkém zvětšení pro heterogenní materiály s vícefázovým a vícesložkovým složením.
(4) Má značné rozlišení, obecně 2-6 cm
(5) Kvalitu obrazu lze účinně kontrolovat a zlepšovat elektronickými metodami, jako je například tolerance kontrastu obrazu může být zlepšena modulací, takže jas a tmavost každé části obrazu jsou mírné. Pomocí zařízení s dvojitým zvětšením nebo selektoru obrazu lze na fluorescenčním stínítku současně pozorovat obrazy různého zvětšení nebo obrazy různých forem.
(6) Lze provést analýzu různých funkcí. Po připojení k rentgenovému spektrometru může provádět analýzu mikrosložek při pozorování morfologie; je-li vybaven příslušenstvím, jako je optický mikroskop a monochromátor, může pozorovat katodfluorescenční obrazy a provádět analýzu katodfluorescenčního spektra.
(7) Dynamické zkoušky lze provádět pomocí fází vzorku, jako je zahřívání, chlazení a protahování, aby bylo možné pozorovat fázové přechody a morfologické změny za různých podmínek prostředí.
tři. Aplikace elektronové mikroskopie
Je nepostradatelným nástrojem při analýze vad materiálu, analýze metalurgických procesů, analýze tepelného zpracování, metalografii, analýze poruch atd. Například vojenský podnik má ve svém zadávacím dokumentu následující požadavky na rastrovací elektronový mikroskop: „Tato sada zařízení slouží k analýze a měření chemického složení materiálových mikroregionů, metalurgických defektů a vnitřní struktury materiálů výrobků a používá se také k procesním změnám Analyzuje a měří vnitřní a povrchovou strukturu materiálu, změny morfologie a defekty apod. Zároveň lze proces řídit podle výsledků.
