Taramalı Elektron Mikroskobu Uygulamaları
Taramalı elektron mikroskobu birçok üstün özelliğe sahip çok işlevli bir alettir ve en yaygın kullanılan alettir. Aşağıdaki temel analizleri gerçekleştirebilir:
the
(1) Üç boyutlu şeklin gözlemlenmesi ve analizi;
the
(2) Morfoloji gözlemlenirken mikro alanın kompozisyon analizi yapılır.
the
① Nano malzemeleri gözlemleyin. Nanomalzemeler, 0.1 ile 100 nm aralığında malzemeleri oluşturan partiküllerin veya kristalitlerin basınçlandırılması ve yüzeyin temiz tutulması ile elde edilen katı malzemeleri ifade eder. Nanomalzemeler, kristal ve amorf hallerden farklı birçok benzersiz fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Nanomalzemeler geniş gelişme beklentilerine sahiptir ve gelecekteki malzeme araştırmalarının ana yönü olacaktır. Taramalı elektron mikroskobunun önemli bir özelliği, nanomateryalleri gözlemlemek için yaygın olarak kullanılan yüksek çözünürlüğüdür.
the
② Malzeme kırılmasını analiz edin. Taramalı elektron mikroskobunun bir diğer önemli özelliği ise alan derinliğinin geniş olması ve görüntünün üç boyutlulukla dolu olmasıdır. Taramalı elektron mikroskobunun odak derinliği transmisyon elektron mikroskobundan 10 kat, optik mikroskoptan ise yüzlerce kat daha büyüktür. Görüntünün alan derinliğinin geniş olması nedeniyle elde edilen taranan elektronik görüntü üç boyutlu bir şekle sahiptir ve diğer mikroskoplara göre çok daha fazla bilgi verebilmektedir. Bu özellik kullanıcılar için çok değerlidir. Taramalı elektron mikroskobu tarafından görüntülenen kırılma morfolojisi, derin seviye ve yüksek alan derinliği perspektifinden malzeme kırılmasının özünü sunar. Öğretim, bilimsel araştırma ve üretimde yeri doldurulamaz bir rol oynar. Rasyonelliğin belirlenmesi gibi yönler güçlü bir araçtır.
the
③ büyük numunenin orijinal yüzeyini doğrudan gözlemleyin. 100 mm çapında, 50 mm yüksekliğinde veya daha büyük boyutlardaki numuneleri, numunenin şekli üzerinde herhangi bir kısıtlama olmaksızın doğrudan gözlemleyebilir ve pürüzlü yüzeyler de gözlemlenebilir, bu da numune hazırlama zahmetinden kurtarır ve gerçekten numuneleri gözlemleyin Numunenin farklı malzeme bileşenlerinin kontrastı (geri yansıma elektron görüntüsü).
the
④ Kalın örneği gözlemleyin. Kalın örnekleri gözlemlerken yüksek çözünürlük ve en gerçekçi şekli elde edebilir. Taramalı elektron mikroskobunun çözünürlüğü, ışık mikroskobu ile transmisyon elektron mikroskobu arasındadır. Bununla birlikte, kalın numunelerin gözlemini karşılaştırırken, transmisyon elektron mikroskobunda laminasyon yöntemi hala kullanıldığından ve laminasyonun çözünürlüğü yalnızca 10 nm'ye ulaşabildiğinden ve gözlem numunenin kendisi olmadığından, Taramalı elektron mikroskobu kullanın kalın numuneleri gözlemlemek daha faydalıdır ve daha gerçek numune yüzey bilgisi elde edebilir.
the
⑤ Numunenin her alanının ayrıntılarını gözlemleyin. Numunenin numune odasındaki hareket aralığı çok geniştir. Diğer mikroskopların çalışma mesafesi genellikle sadece 2 ila 3 cm'dir, bu nedenle aslında iki boyutlu bir uzayda sadece numunenin hareket etmesine izin verilir. Ancak taramalı elektron mikroskobunda, geniş çalışma mesafesi (20 mm'den büyük olabilir), geniş odak derinliği (geçirgen elektron mikroskobundan 10 kat daha büyük) ve numune odasının geniş alanı nedeniyle farklıdır. bu nedenle, örnek üç boyutlu uzaya yerleştirilebilir Harekette 6 serbestlik derecesi vardır (yani, üç boyutlu uzay çevirisi, üç boyutlu uzay dönüşü) ve hareket aralığı büyüktür, bu da büyük kolaylık sağlar düzensiz şekil örneğinin her bir alanının ayrıntılarının gözlemlenmesine.
the
⑥Numuneyi geniş bir görüş alanı ve düşük büyütme altında gözlemleyin. Taramalı elektron mikroskobu tarafından gözlemlenen numunenin görüş alanı geniştir. Bir taramalı elektron mikroskobunda, numuneyi aynı anda gözlemleyebilen F görüş alanı aşağıdaki formülle belirlenir: F=L/M
the
Formülde, F——görüş alanı aralığı;
the
M - gözlemlerken büyütme;
L——Resim tüpünün ekran boyutu.
Taramalı elektron mikroskobu 30 cm'lik (12 inç) bir resim tüpünü kullanırsa, büyütme 15 kat olduğunda görüş alanı 20 mm'ye ulaşabilir. Örneklerin topografyasını gözlemlemek için geniş görüş alanı ve düşük büyütme, kriminal soruşturma ve arkeoloji gibi bazı alanlar için gereklidir.
⑦ Yüksek büyütmeden düşük büyütmeye kadar sürekli gözlem yapın. Değişken büyütme aralığı çok geniştir ve sık sık odaklanmaya gerek yoktur. Taramalı elektron mikroskobunun büyütme aralığı çok geniştir (50,000 ila 200,000 kez sürekli olarak ayarlanabilir) ve bir kez odaklandıktan sonra, yüksek büyütmeden düşük büyütmeye kadar sürekli olarak gözlemlenebilir, ve yeniden odaklanmadan düşük büyütmeden yüksek büyütmeye. Analiz özellikle uygundur.
⑧ Biyolojik örneklerin gözlemlenmesi. Numunenin elektron ışımasına bağlı hasar ve kirlenme derecesi çok küçüktür. Diğer elektron mikroskoplarıyla karşılaştırıldığında, gözlem için kullanılan elektron probunun akımı küçük olduğundan (genellikle yaklaşık 10 -10 ~ 10 -12A), elektron probunun ışın nokta boyutu küçüktür (genellikle 5 nm ila onlarca nanometre) ve elektron Sondanın enerjisi de nispeten küçüktür (hızlanma voltajı 2 kV kadar küçük olabilir) ve numune sabit bir noktada ışınlanmaz, ancak raster tarama tarzında ışınlanır, bu nedenle Numunenin hasar görmesi ve kontaminasyonu elektron ışıması nedeniyle meydana gelir Çok küçük, bu özellikle bazı biyolojik numuneleri gözlemlemek için önemlidir.
⑨ Dinamik gözlem yapın. Bir taramalı elektron mikroskobunda, görüntüleme bilgisi esas olarak elektronik bilgidir. Modern elektronik endüstrisinin teknik düzeyine göre, yüksek hızda değişen elektronik bilgiler bile zorlanmadan zamanında alınabilmekte, işlenebilmekte ve saklanabilmekte, böylece bazı dinamik süreç gözlemleri yapılabilmektedir. Numune haznesine ısıtma, soğutma, bükme, germe ve iyon dağlama gibi aksesuarlar takılırsa faz geçişi, kırılma gibi dinamik değişim süreci TV cihazı üzerinden gözlemlenebilir. 10 Numunenin yüzey topografyasından çeşitli bilgiler elde eder. Taramalı elektron mikroskobunda, gelen elektronları görüntüleme için çeşitli bilgiler oluşturmak üzere numune ile etkileşime girmek için kullanmakla kalmaz, aynı zamanda sinyal işleme yöntemleri aracılığıyla görüntüler için çeşitli özel görüntüleme yöntemleri elde edebilir ve ayrıca yüzeyden bilgi elde edebilir. numunenin morfolojisi. Çeşitli bilgiler edinin. Taramalı elektron görüntüsü aynı anda kaydedilmediğinden, yaklaşık bir milyon parçaya ayrıştırılır ve sırayla kaydedilir, böylece taramalı elektron mikroskobu yalnızca yüzey morfolojisini gözlemlemekle kalmaz, aynı zamanda bileşimi ve elementleri de analiz edebilir. elektron kanalı modeli. Kristalografik analiz için seçilen alan boyutu 10μm ila 2μm arasında olabilir.
Taramalı elektron mikroskobunun yukarıda belirtilen özellikleri ve işlevleri nedeniyle, bilimsel araştırmacılar tarafından giderek daha fazla ilgi gösterilmeye başlandı ve giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaya başlandı. Taramalı elektron mikroskopları, malzeme bilimi (metalik malzemeler, metalik olmayan malzemeler, nanomalzemeler), metalurji, biyoloji, tıp, yarı iletken malzemeler ve cihazlar, jeolojik keşif, haşere kontrolü, afet (yangın, arıza analizi) tanımlama, kriminal Keşif alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. , değerli taş tanımlama, ürün kalite tanımlama ve endüstriyel üretimde üretim süreci kontrolü vb.
