Skenuojančios elektroninės mikroskopijos taikymas
Skenuojantis elektroninis mikroskopas yra daugiafunkcis instrumentas, turintis daug puikių savybių, ir tai yra plačiausiai naudojamas instrumentas. Jis gali atlikti šią pagrindinę analizę:
į
(1) trimatės formos stebėjimas ir analizė;
į
(2) Stebint morfologiją, atliekama mikrozono sudėties analizė.
į
① Stebėkite nanomedžiagas. Vadinamosios nanomedžiagos reiškia kietąsias medžiagas, gautas spaudžiant daleles arba kristalitus, sudarančius medžiagas, diapazone nuo 0,1 iki 100 nm ir išlaikant švarų paviršių. Nanomedžiagos turi daug unikalių fizinių ir cheminių savybių, kurios skiriasi nuo kristalinės ir amorfinės būsenos. Nanomedžiagos turi plačias plėtros perspektyvas ir taps pagrindine būsimų medžiagų tyrimų kryptimi. Svarbi skenuojančios elektroninės mikroskopijos savybė yra didelė jos skiriamoji geba, kuri buvo plačiai naudojama nanomedžiagoms stebėti.
į
② Išanalizuokite medžiagos lūžį. Kitas svarbus skenuojančio elektroninio mikroskopo bruožas yra tai, kad lauko gylis yra didelis, o vaizdas kupinas trimačio. Skenuojančio elektroninio mikroskopo židinio gylis yra 10 kartų didesnis nei perdavimo elektroninio mikroskopo ir šimtus kartų didesnis nei optinio mikroskopo. Dėl didelio vaizdo lauko gylio gautas nuskaitytas elektroninis vaizdas yra trimatės formos ir gali suteikti daug daugiau informacijos nei kiti mikroskopai. Ši funkcija labai vertinga vartotojams. Skenuojančio elektroninio mikroskopo rodoma lūžių morfologija pristato medžiagos lūžio esmę gilaus lygio ir didelio lauko gylio požiūriu. Ji atlieka nepakeičiamą vaidmenį mokymo, mokslinių tyrimų ir gamybos srityse. Tokie aspektai kaip racionalumo nustatymas yra galingas įrankis.
į
③ tiesiogiai stebėkite pradinį didelio mėginio paviršių. Jis gali tiesiogiai stebėti 100 mm skersmens, 50 mm aukščio ar didesnių dydžių mėginius, be jokių apribojimų bandinio formai, taip pat galima stebėti šiurkščius paviršius, o tai sutaupo mėginių paruošimo rūpesčių ir tikrai gali stebėti pavyzdžius Pačio mėginio skirtingų medžiagų komponentų kontrastas (atgalinio atspindžio elektronų vaizdas).
į
④ Stebėkite storą mėginį. Stebint storus pavyzdžius, jis gali gauti didelę skiriamąją gebą ir realiausią formą. Skenuojančios elektroninės mikroskopijos skiriamoji geba yra tarp šviesos mikroskopijos ir perdavimo elektronų mikroskopijos. Tačiau lyginant storų mėginių stebėjimą, kadangi laminavimo metodas vis dar naudojamas perdavimo elektroniniame mikroskope, o laminavimo skiriamoji geba gali siekti tik 10 nm, o stebėjimas nėra pats mėginys, todėl naudokite skenuojančią elektroninę mikroskopiją yra naudingiau stebėti storus mėginius ir gauti daugiau tikros informacijos apie mėginio paviršių.
į
⑤ Stebėkite kiekvienos mėginio srities detales. Mėginio judėjimo diapazonas mėginio kameroje yra labai didelis. Kitų mikroskopų darbinis atstumas paprastai yra tik 2–3 cm, todėl iš tikrųjų dvimatėje erdvėje leidžiama judėti tik mėginiui. Tačiau skenuojančiame elektroniniame mikroskope jis skiriasi dėl didelio darbinio atstumo (gali būti didesnis nei 20 mm), didelio židinio gylio (10 kartų didesnis nei perdavimo elektronų mikroskopas) ir didelės mėginio kameros erdvės, todėl pavyzdį galima patalpinti į trimatę erdvę. Judant yra 6 laisvės laipsniai (tai yra trimatis erdvės vertimas, trimatis erdvės sukimas), o judantis diapazonas yra didelis, o tai suteikia didelį patogumą kiekvienos netaisyklingos formos pavyzdžio srities detalių stebėjimui.
į
⑥ Stebėkite pavyzdį dideliame matymo lauke ir mažu padidinimu. Skenuojančiu elektroniniu mikroskopu stebimo mėginio matymo laukas yra didelis. Skenuojančiame elektroniniame mikroskope matymo laukas F, kuriuo galima stebėti mėginį tuo pačiu metu, nustatomas pagal šią formulę: F=L/M
į
Formulėje F——matymo lauko diapazonas;
į
M - padidinimas stebint;
L – vaizdo vamzdžio ekrano dydis.
Jei skenuojantis elektroninis mikroskopas naudoja 30 cm (12 colių) vaizdo vamzdelį, kai padidinimas yra 15 kartų, jo matymo laukas gali siekti 20 mm. Kai kuriose srityse, pavyzdžiui, kriminaliniam tyrimui ir archeologijai, būtinas didelis matymo laukas ir mažas padidinimas, kad būtų galima stebėti mėginių topografiją.
⑦ Atlikite nuolatinį stebėjimą nuo didelio padidinimo iki mažo padidinimo. Kintamasis didinimo diapazonas yra labai platus, todėl nereikia dažnai fokusuoti. Skenuojančio elektroninio mikroskopo didinimo diapazonas yra labai platus (nuo 50,000 iki 200,000 kartų nuolat reguliuojamas), o vieną kartą sufokusavus galima nuolat stebėti nuo didelio padidinimo iki mažo didinimo, ir nuo mažo padidinimo iki didelio padidinimo neperfokusuojant. Analizė yra ypač patogi.
⑧ Biologinių mėginių stebėjimas. Mėginio pažeidimo ir užterštumo laipsnis dėl elektronų švitinimo yra labai mažas. Palyginti su kitais elektroniniais mikroskopais, kadangi stebėjimui naudojamo elektroninio zondo srovė yra maža (paprastai apie 10 -10 ~ 10 -12A), elektronų zondo pluošto taško dydis yra mažas (paprastai 5 nm iki dešimčių nanometrų), o elektronas Zondo energija taip pat yra palyginti maža (pagreičio įtampa gali siekti 2 kV), o mėginys nėra apšvitinamas fiksuotame taške, o apšvitinamas rastriniu skenavimo būdu, todėl mėginio pažeidimai ir užterštumas atsiranda dėl elektronų švitinimo Labai mažas, o tai ypač svarbu stebint kai kuriuos biologinius mėginius.
⑨ Atlikite dinaminį stebėjimą. Skenuojančiame elektroniniame mikroskope vaizdo informacija daugiausia yra elektroninė. Pagal šiuolaikinės elektronikos pramonės techninį lygį, net ir dideliu greičiu besikeičiančią elektroninę informaciją galima nesunkiai priimti, apdoroti ir saugoti laiku, todėl galima atlikti kai kuriuos dinaminių procesų stebėjimus. Jei mėginio kameroje yra sumontuoti priedai, tokie kaip šildymas, aušinimas, lenkimas, tempimas ir jonų ėsdinimas, per televizoriaus įrenginį galima stebėti dinaminių pokyčių procesą, pvz., fazės perėjimą ir lūžį. 10 Gaukite įvairios informacijos iš mėginio paviršiaus topografijos. Skenuojančiame elektroniniame mikroskope galima ne tik panaudoti krintančius elektronus sąveikauti su mėginiu, kad gautų įvairią informaciją vaizdavimui, bet ir gauti įvairius specialius vaizdų rodymo metodus naudojant signalų apdorojimo metodus, taip pat gauti informaciją iš paviršiaus. mėginio morfologija. Gaukite įvairios informacijos. Kadangi skenuojantis elektroninis vaizdas nėra įrašomas tuo pačiu metu, jis suskaidomas į beveik milijoną vienetų ir įrašomas nuosekliai, kad skenuojantis elektroninis mikroskopas galėtų ne tik stebėti paviršiaus morfologiją, bet ir analizuoti sudėtį bei elementus. elektronų kanalo modelis. Kristalografinei analizei pasirinktas ploto dydis gali būti nuo 10 μm iki 2 μm.
Dėl minėtų skenuojamojo elektroninio mikroskopo ypatybių ir funkcijų jam vis daugiau dėmesio skiriama mokslo tyrėjų ir jis vis plačiau naudojamas. Skenuojantys elektroniniai mikroskopai buvo plačiai naudojami medžiagų moksle (metalinės medžiagos, nemetalinės medžiagos, nanomedžiagos), metalurgijoje, biologijoje, medicinoje, puslaidininkinėse medžiagose ir prietaisuose, geologiniuose tyrinėjimuose, kenkėjų kontrolėje, nelaimių (gaisro, gedimų analizės) identifikavime, nusikalstamoje žvalgyboje. , brangakmenių identifikavimas, gaminių kokybės identifikavimas ir gamybos proceso kontrolė pramoninėje gamyboje ir kt.
