Proprietà e applicazioni del microscopio elettronico
1. Il principio di funzionamento del microscopio elettronico a scansione
Il microscopio elettronico a scansione utilizza un fascio di elettroni focalizzato per eseguire la scansione e l'immagine della superficie del campione punto per punto. Il campione è costituito da particelle sfuse o in polvere e il segnale di imaging può essere costituito da elettroni secondari, elettroni retrodiffusi o elettroni assorbiti. Tra questi, gli elettroni secondari sono il segnale di imaging più importante. Gli elettroni emessi dal cannone elettronico con un'energia di 5-35keV utilizzano lo spot incrociato come sorgente di elettroni e formano un sottile fascio di elettroni con una certa energia, una certa intensità di corrente del fascio e un diametro dello spot del fascio attraverso la riduzione della lente del condensatore secondario e della lente dell'obiettivo. Guidato dalla bobina di scansione, scansiona la superficie del campione secondo una certa sequenza temporale e spaziale. Il fascio di elettroni focalizzato interagisce con il campione per generare l'emissione di elettroni secondari (e altri segnali fisici) e la quantità di emissione di elettroni secondari varia con la topografia della superficie del campione. Il segnale dell'elettrone secondario viene raccolto dal rivelatore e convertito in un segnale elettrico. Dopo essere stato amplificato dal video, viene immesso nella griglia del cinescopio e la luminosità del cinescopio che viene scansionata in modo sincrono con il fascio di elettroni incidente viene modulata per ottenere un'immagine elettronica secondaria che riflette la topografia della superficie del campione.
In secondo luogo, il microscopio elettronico a scansione ha le seguenti caratteristiche
(1) È possibile osservare campioni di grandi dimensioni (è possibile osservare diametri maggiori nell'industria dei semiconduttori) e il metodo di preparazione del campione è semplice.
(2) La profondità di campo è grande, trecento volte quella di un microscopio ottico, che è adatto per l'analisi e l'osservazione di superfici ruvide e fratture; l'immagine è piena di tridimensionale, realistica, facile da identificare e spiegare.
(3) L'intervallo di ingrandimento è ampio, generalmente 15-200000 volte, il che è conveniente per il rilevamento generale a basso ingrandimento e l'osservazione e l'analisi ad alto ingrandimento per materiali eterogenei con multifase e multicomposizione.
(4) Ha una risoluzione considerevole, generalmente 2-6cm
(5) La qualità dell'immagine può essere efficacemente controllata e migliorata con metodi elettronici, come la tolleranza del contrasto dell'immagine può essere migliorata mediante modulazione, in modo che la luminosità e l'oscurità di ciascuna parte dell'immagine siano moderate. Utilizzando un dispositivo a doppio ingrandimento o un selettore di immagini, è possibile osservare contemporaneamente sullo schermo fluorescente immagini di diversi ingrandimenti o immagini di forme diverse.
(6) È possibile eseguire l'analisi di varie funzioni. Collegato ad uno spettrometro a raggi X, può eseguire analisi di microcomponenti osservandone la morfologia; se dotato di accessori come un microscopio ottico e un monocromatore, può osservare immagini di catodofluorescenza ed eseguire analisi dello spettro di catodofluorescenza.
(7) I test dinamici possono essere eseguiti utilizzando fasi campione come riscaldamento, raffreddamento e stiramento per osservare le transizioni di fase e i cambiamenti morfologici in diverse condizioni ambientali.
tre. Applicazione della microscopia elettronica
È uno strumento indispensabile nell'analisi dei difetti dei materiali, analisi dei processi metallurgici, analisi dei processi termici, metallografia, analisi dei guasti, ecc. Ad esempio, un'impresa militare ha i seguenti requisiti per il microscopio elettronico a scansione nel suo documento di offerta: "Questo set di apparecchiature viene utilizzato per analizzare e misurare la composizione chimica delle microregioni del materiale, i difetti metallurgici e la struttura interna dei materiali del prodotto e viene utilizzato anche per i cambiamenti di processo Analizza e misura la struttura interna e superficiale del materiale, i cambiamenti nella morfologia e difetti, ecc. Allo stesso tempo, il processo può essere guidato in base ai risultati.
