خواص و کاربردهای میکروسکوپ الکترونی

خواص و کاربردهای میکروسکوپ الکترونی

1. اصل کار میکروسکوپ الکترونی روبشی

میکروسکوپ الکترونی روبشی از یک پرتو الکترونی متمرکز برای اسکن و تصویربرداری از سطح نمونه نقطه به نقطه استفاده می کند. نمونه ذرات حجیم یا پودری است و سیگنال تصویربرداری می تواند الکترون های ثانویه، الکترون های پس پراکنده یا الکترون های جذب شده باشد. در این میان، الکترون های ثانویه مهم ترین سیگنال تصویربرداری هستند. الکترون های گسیل شده توسط تفنگ الکترونی با انرژی 5-35keV از نقطه متقاطع به عنوان منبع الکترونی استفاده می کنند و از طریق کاهش یک پرتو الکترونی ظریف با انرژی مشخص، شدت جریان پرتو معین و قطر نقطه پرتو را تشکیل می دهند. از عدسی خازنی ثانویه و عدسی شیئی. با هدایت سیم پیچ اسکن، سطح نمونه را با توجه به یک توالی زمانی و مکانی مشخص اسکن کنید. پرتو الکترونی متمرکز با نمونه برهمکنش می‌کند تا انتشار الکترون ثانویه (و سایر سیگنال‌های فیزیکی) تولید کند، و میزان انتشار الکترون ثانویه با توپوگرافی سطح نمونه متفاوت است. سیگنال الکترون ثانویه توسط آشکارساز جمع آوری شده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. پس از تقویت توسط ویدئو، به شبکه کینسکوپ وارد می شود و روشنایی کینسکوپ که به طور همزمان با پرتو الکترونی فرودی اسکن می شود، مدوله می شود تا تصویر الکترونی ثانویه به دست آید که توپوگرافی سطح نمونه را منعکس می کند.

دوم، میکروسکوپ الکترونی روبشی دارای ویژگی های زیر است

(1) نمونه های بزرگ را می توان مشاهده کرد (قطرهای بزرگتر را می توان در صنعت نیمه هادی مشاهده کرد)، و روش آماده سازی نمونه ساده است.

(2) عمق میدان بزرگ، سیصد برابر میکروسکوپ نوری است که برای تجزیه و تحلیل و مشاهده سطوح ناهموار و شکستگی ها مناسب است. تصویر پر از سه بعدی، واقعی، آسان برای شناسایی و توضیح است.

(3) محدوده بزرگنمایی بزرگ است، معمولاً 15-200000 بار، که برای بررسی عمومی در بزرگنمایی کم و مشاهده و تجزیه و تحلیل در بزرگنمایی بالا برای مواد ناهمگن با چند فاز و چند ترکیب راحت است.

(4) وضوح قابل توجهی دارد، معمولاً 2-6 سانتی متر

(5) کیفیت تصویر را می توان به طور موثر با روش های الکترونیکی کنترل و بهبود بخشید، مانند تحمل کنتراست تصویر را می توان با مدولاسیون بهبود بخشید، به طوری که روشنایی و تاریکی هر قسمت از تصویر متوسط ​​باشد. با استفاده از دستگاه بزرگنمایی مضاعف یا انتخابگر تصویر می توان همزمان تصاویری با بزرگنمایی های مختلف یا تصاویری با اشکال مختلف بر روی صفحه فلورسنت مشاهده کرد.

(6) تجزیه و تحلیل عملکردهای مختلف را می توان انجام داد. هنگامی که با یک طیف سنج اشعه ایکس متصل می شود، می تواند در حین مشاهده مورفولوژی، تجزیه و تحلیل ریز جزء را انجام دهد. هنگامی که به لوازم جانبی مانند میکروسکوپ نوری و تک رنگ مجهز شود، می تواند تصاویر کاتودوفلورسانس را مشاهده کند و تجزیه و تحلیل طیف کاتودوفلورسانس را انجام دهد.

(7) آزمایش‌های دینامیکی را می‌توان با استفاده از مراحل نمونه مانند گرمایش، سرمایش و کشش برای مشاهده انتقال فاز و تغییرات مورفولوژیکی تحت شرایط مختلف محیطی انجام داد.

سه. کاربرد میکروسکوپ الکترونی

این یک ابزار ضروری در تجزیه و تحلیل نقص مواد، تجزیه و تحلیل فرآیند متالورژی، تجزیه و تحلیل پردازش حرارتی، متالوگرافی، تجزیه و تحلیل شکست و غیره است. به عنوان مثال، یک شرکت نظامی الزامات زیر را برای میکروسکوپ الکترونی روبشی در سند مناقصه خود دارد: "این مجموعه تجهیزات برای تجزیه و تحلیل و اندازه گیری ترکیب شیمیایی ریز منطقه های مواد، عیوب متالورژیکی و ساختار داخلی مواد محصول استفاده می شود و همچنین برای تغییرات فرآیند استفاده می شود. تجزیه و تحلیل و اندازه گیری ساختار داخلی و سطحی مواد، تغییرات مورفولوژی و عیوب و غیره در عین حال می توان فرآیند را با توجه به نتایج هدایت کرد.