Εφαρμογές Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης είναι ένα πολυλειτουργικό όργανο με πολλές ανώτερες ιδιότητες και είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο όργανο. Μπορεί να εκτελέσει την ακόλουθη βασική ανάλυση:
ο
(1) Παρατήρηση και ανάλυση τρισδιάστατου σχήματος.
ο
(2) Κατά την παρατήρηση της μορφολογίας, πραγματοποιείται η ανάλυση σύνθεσης της μικροπεριοχής.
ο
① Παρατηρήστε τα νανοϋλικά. Τα λεγόμενα νανοϋλικά αναφέρονται στα στερεά υλικά που λαμβάνονται με την πίεση των σωματιδίων ή των κρυσταλλιδίων που αποτελούν τα υλικά στην περιοχή από 0.1 έως 100 nm και διατηρώντας την επιφάνεια καθαρή. Τα νανοϋλικά έχουν πολλές μοναδικές φυσικές και χημικές ιδιότητες που διαφέρουν από τις κρυσταλλικές και τις άμορφες καταστάσεις. Τα νανοϋλικά έχουν ευρείες προοπτικές ανάπτυξης και θα γίνουν η βασική κατεύθυνση της μελλοντικής έρευνας υλικών. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης είναι η υψηλή της ανάλυση, η οποία έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για την παρατήρηση νανοϋλικών.
ο
② Αναλύστε τη θραύση του υλικού. Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης είναι ότι το βάθος πεδίου είναι μεγάλο και η εικόνα είναι γεμάτη τρισδιάστατη. Το βάθος εστίασης ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης είναι 10 φορές μεγαλύτερο από αυτό ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου μετάδοσης και εκατοντάδες φορές μεγαλύτερο από αυτό ενός οπτικού μικροσκοπίου. Λόγω του μεγάλου βάθους πεδίου της εικόνας, η σαρωμένη ηλεκτρονική εικόνα που λαμβάνεται έχει τρισδιάστατο σχήμα και μπορεί να παρέχει πολύ περισσότερες πληροφορίες από άλλα μικροσκόπια. Αυτή η δυνατότητα είναι πολύ πολύτιμη για τους χρήστες. Η μορφολογία θραύσης που εμφανίζεται από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης παρουσιάζει την ουσία της θραύσης υλικού από την προοπτική του βαθέως επιπέδου και του υψηλού βάθους πεδίου. Διαδραματίζει αναντικατάστατο ρόλο στη διδασκαλία, την επιστημονική έρευνα και την παραγωγή. Πτυχές όπως ο προσδιορισμός του ορθολογισμού είναι ένα ισχυρό εργαλείο.
ο
③ παρατηρήστε απευθείας την αρχική επιφάνεια του μεγάλου δείγματος. Μπορεί να παρατηρήσει άμεσα δείγματα με διάμετρο 100 mm, ύψος 50 mm ή μεγαλύτερα μεγέθη, χωρίς περιορισμούς στο σχήμα του δείγματος, ενώ μπορεί επίσης να παρατηρηθούν τραχιές επιφάνειες, γεγονός που εξοικονομεί τον κόπο της προετοιμασίας δειγμάτων και μπορεί πραγματικά παρατηρήστε τα δείγματα Η αντίθεση των διαφορετικών υλικών συστατικών του ίδιου του δείγματος (εικόνα ηλεκτρονίων οπίσθιας ανάκλασης).
ο
④ Παρατηρήστε το παχύ δείγμα. Κατά την παρατήρηση παχιών δειγμάτων, μπορεί να αποκτήσει υψηλή ανάλυση και το πιο ρεαλιστικό σχήμα. Η ανάλυση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης είναι μεταξύ αυτής της μικροσκοπίας φωτός και της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας μετάδοσης. Ωστόσο, όταν συγκρίνετε την παρατήρηση παχύρρευστων δειγμάτων, επειδή η μέθοδος ελασματοποίησης εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης και η ανάλυση της ελασματοποίησης μπορεί να φτάσει μόνο τα 10 nm και η παρατήρηση δεν είναι το ίδιο το δείγμα, επομένως, χρησιμοποιήστε το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης είναι πιο ωφέλιμο να παρατηρούνται παχιά δείγματα και μπορούν να λάβουν πιο πραγματικές πληροφορίες για την επιφάνεια του δείγματος.
ο
⑤ Παρατηρήστε τις λεπτομέρειες κάθε περιοχής του δείγματος. Το εύρος κίνησης του δείγματος στο θάλαμο δείγματος είναι πολύ μεγάλο. Η απόσταση εργασίας των άλλων μικροσκοπίων είναι συνήθως μόνο 2 έως 3 cm, οπότε στην πραγματικότητα, μόνο το δείγμα επιτρέπεται να κινηθεί σε ένα δισδιάστατο χώρο. Αλλά είναι διαφορετικό στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, λόγω της μεγάλης απόστασης εργασίας (μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 20 mm), του μεγάλου βάθους εστίασης (10 φορές μεγαλύτερο από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης) και του μεγάλου χώρου του θαλάμου δείγματος, Επομένως, το δείγμα μπορεί να τοποθετηθεί στον τρισδιάστατο χώρο Υπάρχουν 6 βαθμοί ελευθερίας στην κίνηση (δηλαδή, τρισδιάστατη μετατόπιση χώρου, τρισδιάστατη περιστροφή χώρου) και το κινητό εύρος είναι μεγάλο, γεγονός που προσφέρει μεγάλη ευκολία στην παρατήρηση των λεπτομερειών κάθε περιοχής του δείγματος ακανόνιστου σχήματος.
ο
⑥ Παρατηρήστε το δείγμα κάτω από μεγάλο οπτικό πεδίο και χαμηλή μεγέθυνση. Το οπτικό πεδίο του δείγματος που παρατηρείται από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης είναι μεγάλο. Σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, το οπτικό πεδίο F που μπορεί να παρατηρήσει το δείγμα ταυτόχρονα προσδιορίζεται από τον ακόλουθο τύπο: F=L/M
ο
Στον τύπο, F—— εύρος οπτικού πεδίου.
ο
M - η μεγέθυνση κατά την παρατήρηση.
L——Το μέγεθος της οθόνης του σωλήνα εικόνας.
Εάν το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης υιοθετήσει έναν σωλήνα εικόνας 30 cm (12 ίντσες), όταν η μεγέθυνση είναι 15 φορές, το οπτικό του πεδίο μπορεί να φτάσει τα 20 mm. Το μεγάλο οπτικό πεδίο και η χαμηλή μεγέθυνση για την παρατήρηση της τοπογραφίας των δειγμάτων είναι απαραίτητα για ορισμένα πεδία, όπως η ποινική έρευνα και η αρχαιολογία.
⑦ Πραγματοποιήστε συνεχή παρατήρηση από υψηλή σε χαμηλή μεγέθυνση. Το μεταβλητό εύρος μεγέθυνσης είναι πολύ μεγάλο και δεν χρειάζεται να εστιάσετε συχνά. Το εύρος μεγέθυνσης του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης είναι πολύ ευρύ (από 50,000 έως 200,000 φορές συνεχώς ρυθμιζόμενο) και μετά από μία εστίαση, μπορεί να παρατηρηθεί συνεχώς από υψηλή μεγέθυνση σε χαμηλή μεγέθυνση, και από χαμηλή μεγέθυνση σε υψηλή μεγέθυνση χωρίς επαναεστίαση. Η ανάλυση είναι ιδιαίτερα βολική.
⑧ Παρατήρηση βιολογικών δειγμάτων. Ο βαθμός βλάβης και μόλυνσης του δείγματος λόγω ακτινοβολίας ηλεκτρονίων είναι πολύ μικρός. Σε σύγκριση με άλλα ηλεκτρονικά μικροσκόπια, επειδή το ρεύμα του ηλεκτρονιακού ανιχνευτή που χρησιμοποιείται για παρατήρηση είναι μικρό (γενικά περίπου 10 -10 ~ 10 -12A), το μέγεθος κηλίδας δέσμης του ηλεκτρονιακού ανιχνευτή είναι μικρό (συνήθως 5 nm έως δεκάδες νανόμετρα), και το ηλεκτρόνιο Η ενέργεια του ανιχνευτή είναι επίσης σχετικά μικρή (η τάση επιτάχυνσης μπορεί να είναι τόσο μικρή όσο 2 kV) και το δείγμα δεν ακτινοβολείται σε ένα σταθερό σημείο, αλλά ακτινοβολείται με τρόπο σάρωσης ράστερ. η βλάβη και η μόλυνση του δείγματος συμβαίνουν λόγω ακτινοβολίας ηλεκτρονίων Πολύ μικρή, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για την παρατήρηση ορισμένων βιολογικών δειγμάτων.
⑨ Διεξάγετε δυναμική παρατήρηση. Σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, οι πληροφορίες απεικόνισης είναι κυρίως ηλεκτρονικές πληροφορίες. Σύμφωνα με το τεχνικό επίπεδο της σύγχρονης ηλεκτρονικής βιομηχανίας, ακόμη και ηλεκτρονικές πληροφορίες που αλλάζουν με μεγάλη ταχύτητα μπορούν να ληφθούν, να υποβληθούν σε επεξεργασία και να αποθηκευτούν έγκαιρα χωρίς δυσκολία, έτσι ώστε να μπορούν να πραγματοποιηθούν ορισμένες δυναμικές παρατηρήσεις διεργασιών. Εάν εγκατασταθούν εξαρτήματα όπως θέρμανση, ψύξη, κάμψη, τέντωμα και χάραξη ιόντων στον θάλαμο δειγμάτων, η διαδικασία δυναμικής αλλαγής, όπως η μετάβαση φάσης και η θραύση μπορεί να παρατηρηθεί μέσω της συσκευής τηλεόρασης. 10 Λάβετε διάφορες πληροφορίες από την τοπογραφία επιφάνειας του δείγματος. Στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, όχι μόνο μπορεί να χρησιμοποιήσει τα προσπίπτοντα ηλεκτρόνια για να αλληλεπιδράσει με το δείγμα για να δημιουργήσει διάφορες πληροφορίες για απεικόνιση, αλλά μπορεί επίσης να αποκτήσει μια ποικιλία ειδικών μεθόδων απεικόνισης για εικόνες μέσω μεθόδων επεξεργασίας σήματος και μπορεί επίσης να λάβει πληροφορίες από την επιφάνεια μορφολογία του δείγματος. Λάβετε διάφορες πληροφορίες. Επειδή η εικόνα του ηλεκτρονίου σάρωσης δεν καταγράφεται ταυτόχρονα, αποσυντίθεται σε σχεδόν ένα εκατομμύριο κομμάτια και καταγράφεται διαδοχικά, έτσι ώστε το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης όχι μόνο να μπορεί να παρατηρήσει τη μορφολογία της επιφάνειας, αλλά και να αναλύσει τη σύνθεση και τα στοιχεία και μέσω του μοτίβο διαύλου ηλεκτρονίων. Για κρυσταλλογραφική ανάλυση, το επιλεγμένο μέγεθος περιοχής μπορεί να είναι από 10μm έως 2μm.
Λόγω των προαναφερθέντων χαρακτηριστικών και λειτουργιών του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης, έχει δοθεί ολοένα και μεγαλύτερη προσοχή από επιστημονικούς ερευνητές και χρησιμοποιείται όλο και πιο ευρέως. Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην επιστήμη των υλικών (μεταλλικά υλικά, μη μεταλλικά υλικά, νανοϋλικά), μεταλλουργία, βιολογία, ιατρική, υλικά και συσκευές ημιαγωγών, γεωλογική εξερεύνηση, έλεγχο παρασίτων, αναγνώριση καταστροφών (πυρκαγιά, ανάλυση αστοχίας), αναγνώριση εγκληματικών ενεργειών , αναγνώριση πολύτιμων λίθων, αναγνώριση ποιότητας προϊόντος και έλεγχος διαδικασίας παραγωγής στη βιομηχανική παραγωγή κ.λπ.
