Pyyhkäisyelektronimikroskoopin sovellukset
Pyyhkäisyelektronimikroskooppi on monitoimilaite, jolla on monia ylivoimaisia ominaisuuksia, ja se on laajimmin käytetty instrumentti. Se voi suorittaa seuraavan perusanalyysin:
the
(1) Kolmiulotteisen muodon tarkkailu ja analysointi;
the
(2) Tarkasteltaessa morfologiaa suoritetaan mikroalueen koostumusanalyysi.
the
① Tarkkaile nanomateriaaleja. Ns. nanomateriaalit viittaavat kiinteisiin materiaaleihin, jotka saadaan paineistamalla materiaalit muodostavat hiukkaset tai kristalliitit välillä 0,1 - 100 nm ja pitämällä pinta puhtaana. Nanomateriaaleilla on monia ainutlaatuisia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka eroavat kiteisistä ja amorfisista tiloista. Nanomateriaaleilla on laajat kehitysnäkymät, ja niistä tulee tulevaisuuden materiaalitutkimuksen avainsuunta. Pyyhkäisyelektronimikroskoopin tärkeä ominaisuus on sen korkea resoluutio, jota on käytetty laajalti nanomateriaalien havainnointiin.
the
② Analysoi materiaalin murtuminen. Toinen pyyhkäisyelektronimikroskoopin tärkeä ominaisuus on, että syväterävyys on suuri ja kuva on täynnä kolmiulotteisuutta. Pyyhkäisyelektronimikroskoopin tarkennussyvyys on 10 kertaa suurempi kuin transmissioelektronimikroskoopin ja satoja kertoja suurempi kuin optisen mikroskoopin. Kuvan suuresta syväterävyydestä johtuen saadulla skannatulla elektronisella kuvalla on kolmiulotteinen muoto ja se voi antaa paljon enemmän tietoa kuin muut mikroskoopit. Tämä ominaisuus on erittäin arvokas käyttäjille. Pyyhkäisyelektronimikroskoopin näyttämä murtuman morfologia esittelee materiaalin murtuman olemuksen syvän tason ja syväterävyyden näkökulmasta. Sillä on korvaamaton rooli opetuksessa, tieteellisessä tutkimuksessa ja tuotannossa. Sellaiset näkökohdat kuin rationaalisuuden määrittely ovat tehokas työkalu.
the
③ tarkkaile suoraan suuren näytteen alkuperäistä pintaa. Se pystyy tarkkailemaan suoraan näytteitä, joiden halkaisija on 100 mm, korkeus 50 mm tai suurempia kokoja, ilman rajoituksia näytteen muotoon, ja voidaan myös havaita karkeita pintoja, mikä säästää näytteiden valmistelun vaivaa ja voi todella tarkkaile näytteitä Itse näytteen eri materiaalikomponenttien kontrasti (takaisinheijastuselektronikuva).
the
④ Tarkkaile paksua näytettä. Tarkasteltaessa paksuja näytteitä se voi saada korkean resoluution ja realistisimman muodon. Pyyhkäisyelektronimikroskoopin resoluutio on valomikroskopian ja transmissioelektronimikroskoopin välillä. Kuitenkin, kun verrataan paksujen näytteiden havaintoa, koska transmissioelektronimikroskoopissa käytetään edelleen laminointimenetelmää ja laminoinnin resoluutio voi olla vain 10 nm, eikä havainto ole itse näyte, joten käytä pyyhkäisyelektronimikroskooppia. on hyödyllisempää tarkkailla paksuja näytteitä ja saada enemmän todellista näytteen pintainformaatiota.
the
⑤ Tarkkaile näytteen kunkin alueen yksityiskohtia. Näytteen liikealue näytekammiossa on erittäin suuri. Muiden mikroskooppien työskentelyetäisyys on yleensä vain 2-3 cm, joten itse asiassa vain näyte saa liikkua kaksiulotteisessa tilassa. Mutta se on erilainen pyyhkäisyelektronimikroskoopissa suuren työetäisyyden (voi olla suurempi kuin 20 mm), suuren tarkennussyvyyden (10 kertaa suurempi kuin transmissioelektronimikroskoopin) ja näytekammion suuren tilan vuoksi, siksi näyte voidaan sijoittaa kolmiulotteiseen tilaan Liikkeessä on 6 vapausastetta (eli kolmiulotteinen avaruustranslaatio, kolmiulotteinen avaruuskierto) ja siirrettävä alue on suuri, mikä tuo suurta mukavuutta epäsäännöllisen muotoisen näytteen kunkin alueen yksityiskohtien havainnointiin.
the
⑥ Tarkkaile näytettä suuressa näkökentässä ja pienellä suurennuksella. Pyyhkäisyelektronimikroskoopilla havaitun näytteen näkökenttä on suuri. Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa näkökenttä F, joka voi tarkkailla näytettä samanaikaisesti, määritetään seuraavalla kaavalla: F=L/M
the
Kaavassa F——näkökentän alue;
the
M - suurennus havainnoitaessa;
L——Kuvaputken näytön koko.
Jos pyyhkäisyelektronimikroskooppi käyttää 30 cm:n (12 tuuman) kuvaputkea, sen näkökenttä voi nousta 20 mm:iin, kun suurennus on 15-kertainen. Joillakin aloilla, kuten rikostutkinnassa ja arkeologiassa, tarvitaan suuri näkökenttä ja pieni suurennos näytteiden topografian tarkkailemiseksi.
⑦ Suorita jatkuvaa tarkkailua suuresta suurennoksesta pieneen suurennokseen. Vaihteleva suurennusalue on erittäin laaja, eikä sinun tarvitse tarkentaa usein. Pyyhkäisyelektronimikroskoopin suurennusalue on erittäin laaja (50,000 - 200,000 kertaa portaattomasti säädettävissä), ja kerran tarkennuksen jälkeen sitä voidaan tarkkailla jatkuvasti suuresta suurennoksesta pieneen suurennokseen, ja pienestä suurennuksesta suureen suurennokseen ilman uudelleentarkennusta. Analyysi on erityisen kätevää.
⑧ Biologisten näytteiden tarkkailu. Näytteen elektronisäteilyn aiheuttama vaurio- ja kontaminaatioaste on hyvin pieni. Muihin elektronimikroskooppeihin verrattuna, koska havainnointiin käytetyn elektronin anturin virta on pieni (yleensä noin 10 -10 ~ 10 -12A), elektronin anturin sädepisteen koko on pieni (yleensä 5 nm kymmeniä nanometrejä), ja elektroni Anturin energia on myös suhteellisen pieni (kiihdytysjännite voi olla jopa 2 kV), eikä näytettä säteilytetä kiinteässä pisteessä, vaan se säteilytetään rasteripyyhkäisyllä, joten näytteen vauriot ja kontaminaatiot johtuvat elektronisäteilystä Erittäin pieni, mikä on erityisen tärkeää joidenkin biologisten näytteiden havainnoinnin kannalta.
⑨ Suorita dynaaminen tarkkailu. Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa kuvantamistieto on pääosin elektronista tietoa. Nykyaikaisen elektroniikkateollisuuden teknisen tason mukaan jopa nopeasti muuttuva elektroninen informaatio voidaan vastaanottaa, käsitellä ja tallentaa ajoissa vaivattomasti, joten joitain dynaamisia prosessihavaintoja voidaan tehdä. Jos näytekammioon asennetaan lisävarusteita, kuten lämmitys, jäähdytys, taivutus, venytys ja ionisyövytys, dynaaminen muutosprosessi, kuten vaihemuutos ja murtuminen, voidaan havaita TV-laitteen kautta. 10 Hanki erilaisia tietoja näytteen pinnan topografiasta. Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa ei vain voi käyttää saapuvia elektroneja vuorovaikutukseen näytteen kanssa erilaisten tietojen tuottamiseksi kuvantamista varten, vaan se voi myös saada erilaisia erityisiä näyttömenetelmiä kuville signaalinkäsittelymenetelmien avulla ja myös saada tietoa pinnalta. näytteen morfologia. Hanki erilaisia tietoja. Koska pyyhkäisyelektronikuvaa ei tallenneta samaan aikaan, se hajotetaan lähes miljoonaksi osaksi ja tallennetaan peräkkäin, jotta pyyhkäisyelektronimikroskooppi ei voi vain tarkkailla pinnan morfologiaa, vaan myös analysoida koostumusta ja elementtejä sekä elektronikanavan kuvio. Kristallografista analyysiä varten valitun alueen koko voi olla 10 μm - 2 μm.
Pyyhkäisyelektronimikroskoopin edellä mainittujen ominaisuuksien ja toimintojen vuoksi se on kiinnittänyt yhä enemmän tieteellisten tutkijoiden huomiota ja on tullut yhä laajemmin käyttöön. Pyyhkäisyelektronimikroskooppeja on käytetty laajalti materiaalitieteessä (metallimateriaalit, ei-metalliset materiaalit, nanomateriaalit), metallurgiassa, biologiassa, lääketieteessä, puolijohdemateriaalit ja -laitteet, geologinen tutkimus, tuholaistorjunta, katastrofien (palo-, vika-analyysi) tunnistaminen, rikollinen tiedustelu , jalokivitunnistus, tuotteiden laadun tunnistaminen ja tuotantoprosessin valvonta teollisessa tuotannossa jne.
