Proprietăți și aplicații ale microscopului electronic
1. Principiul de funcționare al microscopului electronic cu scanare
Microscopul electronic cu scanare folosește un fascicul de electroni focalizat pentru a scana și a vizualiza suprafața probei punct cu punct. Eșantionul este particule în vrac sau pulbere, iar semnalul de imagistică poate fi electroni secundari, electroni retroîmprăștiați sau electroni absorbiți. Dintre aceștia, electronii secundari sunt cel mai important semnal de imagistică. Electronii emiși de tunul de electroni cu o energie de 5-35keV folosesc punctul încrucișat ca sursă de electroni și formează un fascicul fin de electroni cu o anumită energie, o anumită intensitate a curentului fasciculului și un diametru al punctului fasciculului prin reducerea a lentilei condensatorului secundar și a lentilei obiectiv. Acționat de bobina de scanare, scanați suprafața probei în funcție de o anumită secvență de timp și spațiu. Fasciculul de electroni focalizat interacționează cu proba pentru a genera emisie de electroni secundari (și alte semnale fizice), iar cantitatea de emisie de electroni secundari variază în funcție de topografia suprafeței probei. Semnalul electronic secundar este colectat de detector și transformat într-un semnal electric. După ce a fost amplificat de video, acesta este introdus în grila cinescopului, iar luminozitatea kinescopului care este scanat sincron cu fasciculul de electroni incident este modulată pentru a obține o imagine secundară de electroni care reflectă topografia suprafeței probei.
În al doilea rând, microscopul electronic cu scanare are următoarele caracteristici
(1) Pot fi observate probe mari (pot fi observate diametre mai mari în industria semiconductoarelor), iar metoda de preparare a probei este simplă.
(2) Adâncimea câmpului este mare, de trei sute de ori mai mare decât a unui microscop optic, care este potrivit pentru analiza și observarea suprafețelor rugoase și a fracturilor; imaginea este plină de tridimensionale, realiste, ușor de identificat și explicat.
(3) Intervalul de mărire este mare, în general de 15-200000 ori, ceea ce este convenabil pentru studiul general la mărire redusă și observare și analiză la mărire mare pentru materiale eterogene cu mai multe faze și multi-compoziție.
(4) Are o rezoluție considerabilă, în general 2-6cm
(5) Calitatea imaginii poate fi controlată și îmbunătățită eficient prin metode electronice, cum ar fi toleranța contrastului imaginii poate fi îmbunătățită prin modulare, astfel încât luminozitatea și întunericul fiecărei părți a imaginii să fie moderate. Folosind un dispozitiv de mărire dublă sau un selector de imagine, imagini cu măriri diferite sau imagini de forme diferite pot fi observate pe ecranul fluorescent în același timp.
(6) Se poate efectua analiza diferitelor funcții. Atunci când este conectat la un spectrometru cu raze X, acesta poate efectua analize micro-componente în timp ce observă morfologia; atunci când este echipat cu accesorii, cum ar fi un microscop optic și un monocromator, poate observa imagini de catodofluorescență și poate efectua analiza spectrului de catodofluorescență.
(7) Testele dinamice pot fi efectuate utilizând etape de probă, cum ar fi încălzirea, răcirea și întinderea, pentru a observa tranzițiile de fază și schimbările morfologice în diferite condiții de mediu.
Trei. Aplicarea microscopiei electronice
Este un instrument indispensabil în analiza defectelor materiale, analiza procesului metalurgic, analiza procesării termice, metalografie, analiza defecțiunilor etc. De exemplu, o întreprindere militară are următoarele cerințe pentru microscopul electronic cu scanare în documentul său de licitație: „Acest set de echipamente este utilizat pentru analizarea și măsurarea compoziției chimice a microregiunilor materialelor, a defectelor metalurgice și a structurii interne a materialelor produsului și este, de asemenea, utilizat pentru modificări de proces.Analiza și măsura structura internă și de suprafață a materialului, modificările morfologiei și defecte etc. În același timp, procesul poate fi ghidat în funcție de rezultate.
