Приложения на сканираща електронна микроскопия
Сканиращият електронен микроскоп е многофункционален инструмент с много превъзходни свойства и е най-широко използваният инструмент. Той може да извърши следния основен анализ:
на
(1) Наблюдение и анализ на триизмерна форма;
на
(2) При спазване на морфологията се извършва анализ на състава на микрообластта.
на
① Наблюдавайте наноматериалите. Така наречените наноматериали се отнасят до твърдите материали, получени чрез налягане на частиците или кристалитите, които изграждат материалите, в диапазона от 0.1 до 100 nm и поддържане на повърхността чиста. Наноматериалите имат много уникални физични и химични свойства, които са различни от кристалните и аморфните състояния. Наноматериалите имат широки перспективи за развитие и ще се превърнат в ключова посока на бъдещите изследвания на материалите. Важна характеристика на сканиращата електронна микроскопия е нейната висока разделителна способност, която се използва широко за наблюдение на наноматериали.
на
② Анализирайте счупването на материала. Друга важна характеристика на сканиращия електронен микроскоп е, че дълбочината на полето е голяма и изображението е пълно с триизмерност. Дълбочината на фокуса на сканиращия електронен микроскоп е 10 пъти по-голяма от тази на трансмисионния електронен микроскоп и стотици пъти по-голяма от тази на оптичния микроскоп. Поради голямата дълбочина на полето на изображението, полученото сканирано електронно изображение има триизмерна форма и може да предостави много повече информация от другите микроскопи. Тази функция е много ценна за потребителите. Морфологията на счупването, показана от сканиращия електронен микроскоп, представя същността на счупването на материала от гледна точка на дълбоко ниво и голяма дълбочина на полето. Той играе незаменима роля в преподаването, научните изследвания и производството. Аспекти като определянето на рационалността са мощен инструмент.
на
③ наблюдавайте директно оригиналната повърхност на голямата проба. Той може директно да наблюдава проби с диаметър 100 mm, височина 50 mm или по-големи размери, без ограничения във формата на пробата, а също така могат да се наблюдават грапави повърхности, което спестява проблемите при подготовката на пробите и може наистина наблюдавайте пробите Контрастът на различните материални компоненти на самата проба (обратно отразяващо електронно изображение).
на
④ Наблюдавайте дебелата проба. При наблюдение на дебели проби може да се получи висока разделителна способност и най-реалистична форма. Разделителната способност на сканиращата електронна микроскопия е между тази на светлинната микроскопия и трансмисионната електронна микроскопия. Въпреки това, когато сравнявате наблюдението на дебели проби, тъй като методът на ламиниране все още се използва в трансмисионния електронен микроскоп и разделителната способност на ламинирането може да достигне само 10 nm, а наблюдението не е самата проба, следователно използвайте сканираща електронна микроскопия е по-полезно да се наблюдават дебели проби и може да се получи по-реална информация за повърхността на пробата.
на
⑤ Наблюдавайте детайлите на всяка област от пробата. Обхватът на движение на пробата в камерата за проби е много голям. Работното разстояние на другите микроскопи обикновено е само 2 до 3 cm, така че всъщност само пробата може да се движи в двуизмерно пространство. Но това е различно в сканиращия електронен микроскоп поради голямото работно разстояние (може да бъде по-голямо от 20 mm), голямата дълбочина на фокус (10 пъти по-голяма от трансмисионния електронен микроскоп) и голямото пространство на камерата за проба, следователно пробата може да бъде поставена в триизмерното пространство Има 6 степени на свобода в движението (т.е. транслация в триизмерно пространство, ротация в триизмерно пространство), а диапазонът на преместване е голям, което носи голямо удобство за наблюдение на детайлите на всяка област от пробата с неправилна форма.
на
⑥Наблюдавайте пробата под голямо зрително поле и ниско увеличение. Зрителното поле на пробата, наблюдавана от сканиращия електронен микроскоп, е голямо. В сканиращ електронен микроскоп зрителното поле F, което може да наблюдава пробата едновременно, се определя по следната формула: F=L/M
на
Във формулата F——обхват на зрителното поле;
на
M - увеличението при наблюдение;
L——Размерът на екрана на кинескопа.
Ако сканиращият електронен микроскоп използва 30 см (12 инча) тубус за изображения, когато увеличението е 15 пъти, неговото зрително поле може да достигне 20 мм. Голямо зрително поле и ниско увеличение за наблюдение на топографията на пробите са необходими за някои области, като криминално разследване и археология.
⑦ Провеждайте непрекъснато наблюдение от голямо до ниско увеличение. Променливият диапазон на увеличение е много широк и няма нужда да фокусирате често. Диапазонът на увеличение на сканиращия електронен микроскоп е много широк (от 50,000 до 200,000 пъти непрекъснато регулируеми) и след еднократно фокусиране може да се наблюдава непрекъснато от голямо до ниско увеличение, и от ниско увеличение към голямо увеличение без префокусиране. Анализът е особено удобен.
⑧ Наблюдение на биологични проби. Степента на увреждане и замърсяване на пробата поради електронно облъчване е много малка. В сравнение с други електронни микроскопи, тъй като токът на електронната сонда, използвана за наблюдение, е малък (обикновено около 10 -10 ~ 10 -12A), размерът на петното на лъча на електронната сонда е малък (обикновено 5 nm до десетки нанометри), а електронът. Енергията на сондата също е сравнително малка (напрежението на ускорението може да бъде толкова малко, колкото 2 kV), а пробата не се облъчва във фиксирана точка, а се облъчва по растерно сканиращ начин, така че повредата и замърсяването на пробата възникват поради електронно облъчване Много малки, което е особено важно за наблюдение на някои биологични проби.
⑨ Извършете динамично наблюдение. В сканиращия електронен микроскоп информацията за изображения е предимно електронна информация. Според техническото ниво на съвременната електронна индустрия, дори електронна информация, която се променя с висока скорост, може да бъде получена, обработена и съхранена във времето без затруднения, така че могат да се извършват някои динамични наблюдения на процеса. Ако аксесоари като отопление, охлаждане, огъване, разтягане и йонно ецване са инсталирани в камерата за проби, процесът на динамична промяна като фазов преход и счупване може да се наблюдава чрез телевизионното устройство. 10 Получете различна информация от топографията на повърхността на пробата. В сканиращия електронен микроскоп не само може да използва падащите електрони, за да взаимодейства с пробата, за да генерира различна информация за изображения, но също така може да получи различни специални методи за показване на изображения чрез методи за обработка на сигнали и може също да получи информация от повърхността морфология на пробата. Получете различна информация. Тъй като сканиращият електронен образ не се записва едновременно, той се разлага на почти милион парчета и се записва последователно, така че сканиращият електронен микроскоп може не само да наблюдава морфологията на повърхността, но и да анализира състава и елементите и чрез модел на електронния канал. За кристалографски анализ размерът на избраната област може да бъде от 10 μm до 2 μm.
Поради горепосочените характеристики и функции на сканиращия електронен микроскоп, той получава все повече внимание от научните изследователи и става все по-широко използван. Сканиращите електронни микроскопи са широко използвани в науката за материалите (метални материали, неметални материали, наноматериали), металургията, биологията, медицината, полупроводниковите материали и устройства, геоложки проучвания, контрол на вредителите, идентифициране на бедствия (пожар, анализ на повреди), криминално разузнаване , идентификация на скъпоценни камъни, идентификация на качеството на продукта и контрол на производствения процес в промишленото производство и др.
