Variazioni metallografiche e microscopia elettronica
Principi di microscopia elettronica a scansione
Il microscopio elettronico a scansione (SEM), abbreviato in SEM, è un sistema complesso; condensa la tecnologia ottica elettronica, la tecnologia del vuoto, la struttura meccanica fine e la moderna tecnologia di controllo del computer. Il microscopio elettronico a scansione raccoglie gli elettroni emessi dal cannone elettronico in un sottile fascio di elettroni attraverso una lente elettromagnetica a più stadi sotto l'azione dell'alta tensione accelerata. Scansiona la superficie del campione per stimolare varie informazioni e analizza la superficie del campione ricevendo, amplificando e visualizzando le informazioni. L'interazione degli elettroni incidenti con il campione produce i tipi di informazioni mostrati nella Figura 1. La distribuzione bidimensionale dell'intensità di queste informazioni cambia con le caratteristiche della superficie del campione (queste caratteristiche includono la morfologia della superficie, la composizione, l'orientamento del cristallo, le proprietà elettromagnetiche , ecc.), e le informazioni raccolte dai vari rivelatori vengono convertite in modo sequenziale e proporzionale. Un segnale video viene inviato a un cinescopio scansionato in modo sincrono e la sua luminosità viene modulata per ottenere un'immagine di scansione che riflette la condizione della superficie del campione. Se il segnale ricevuto dal rilevatore viene digitalizzato e convertito in un segnale digitale, può essere ulteriormente elaborato e memorizzato da un computer. Il microscopio elettronico a scansione viene utilizzato principalmente per osservare campioni spessi con grande differenza di altezza e rugosità, quindi l'effetto della profondità di campo è evidenziato nel design ed è generalmente utilizzato per analizzare fratture e superfici naturali che non sono state elaborate artificialmente.
Microscopio elettronico e microscopio metallografico
1. Diverse sorgenti luminose: i microscopi metallografici utilizzano la luce visibile come sorgente luminosa e i microscopi elettronici a scansione utilizzano fasci di elettroni come sorgente luminosa per l'imaging.
2. Il principio è diverso: il microscopio metallografico utilizza il principio dell'imaging ottico geometrico per l'imaging e il microscopio elettronico a scansione utilizza fasci di elettroni ad alta energia per bombardare la superficie del campione per stimolare vari segnali fisici sulla superficie del campione e quindi utilizzare diversi rilevatori di segnale per ricevere segnali fisici e convertirli in informazioni di immagini.
3. La risoluzione è diversa: a causa dell'interferenza e della diffrazione della luce, la risoluzione del microscopio metallografico può essere limitata solo a 0.2-0.5um. Poiché il microscopio elettronico a scansione utilizza fasci di elettroni come sorgente luminosa, la sua risoluzione può raggiungere tra 1-3nm. Pertanto, l'osservazione dei tessuti del microscopio metallografico appartiene all'analisi su scala micron e l'osservazione dei tessuti del microscopio elettronico a scansione appartiene all'analisi su scala nanometrica.
4. La profondità di campo è diversa: la profondità di campo di un microscopio metallografico generale è compresa tra 2-3um, quindi ha requisiti estremamente elevati sulla levigatezza della superficie del campione, quindi il processo di preparazione del campione è relativamente complicato. Il microscopio elettronico a scansione ha una grande profondità di campo, un ampio campo visivo e un'immagine tridimensionale, che può osservare direttamente la struttura fine della superficie irregolare di vari campioni.
