Aplicacions de la microscòpia electrònica d'escaneig
El microscopi electrònic d'escaneig és un instrument multifuncional amb moltes propietats superiors i és l'instrument més utilitzat. Pot realitzar l'anàlisi bàsica següent:
el
(1) Observació i anàlisi de la forma tridimensional;
el
(2) Mentre s'observa la morfologia, es realitza l'anàlisi de la composició de la microàrea.
el
① Observa els nanomaterials. Els anomenats nanomaterials fan referència als materials sòlids que s'obtenen pressionant les partícules o cristal·lits que componen els materials en el rang de 0,1 a 100 nm i mantenint la superfície neta. Els nanomaterials tenen moltes propietats físiques i químiques úniques que són diferents dels estats cristal·lins i amorfs. Els nanomaterials tenen àmplies perspectives de desenvolupament i es convertiran en la direcció clau de la futura investigació sobre materials. Una característica important de la microscòpia electrònica d'escaneig és la seva alta resolució, que s'ha utilitzat àmpliament per observar nanomaterials.
el
② Analitzar la fractura del material. Una altra característica important del microscopi electrònic d'escaneig és que la profunditat de camp és gran i la imatge està plena de tridimensionalitat. La profunditat d'enfocament d'un microscopi electrònic d'escaneig és 10 vegades més gran que la d'un microscopi electrònic de transmissió i centenars de vegades més gran que la d'un microscopi òptic. A causa de la gran profunditat de camp de la imatge, la imatge electrònica escanejada obtinguda té una forma tridimensional i pot proporcionar molta més informació que altres microscopis. Aquesta característica és molt valuosa per als usuaris. La morfologia de la fractura que mostra el microscopi electrònic d'escaneig presenta l'essència de la fractura del material des de la perspectiva del nivell profund i l'alta profunditat de camp. Té un paper insubstituïble en la docència, la investigació científica i la producció. Aspectes com la determinació de la racionalitat són una eina poderosa.
el
③ observeu directament la superfície original de la mostra gran. Pot observar directament mostres amb un diàmetre de 100 mm, una alçada de 50 mm o mides més grans, sense cap restricció en la forma de la mostra, i també es poden observar superfícies rugoses, la qual cosa estalvia la molèstia de preparar mostres i es pot realment observar. observar les mostres El contrast dels diferents components materials de la pròpia mostra (imatge d'electrons de retroreflexió).
el
④ Observeu la mostra gruixuda. Quan s'observen mostres gruixudes, pot obtenir una alta resolució i la forma més realista. La resolució de la microscòpia electrònica d'escaneig està entre la de la microscòpia de llum i la de la microscòpia electrònica de transmissió. Tanmateix, en comparar l'observació de mostres gruixudes, perquè el mètode de laminació encara s'utilitza al microscopi electrònic de transmissió i la resolució de la laminació només pot arribar als 10 nm i l'observació no és la mostra en si, per tant, utilitzeu la microscòpia electrònica d'escaneig. és més beneficiós observar mostres gruixudes i pot obtenir informació més real de la superfície de la mostra.
el
⑤ Observa els detalls de cada àrea de la mostra. El rang de moviment de la mostra a la cambra de mostra és molt gran. La distància de treball d'altres microscopis sol ser de només 2 a 3 cm, de manera que, de fet, només es permet que la mostra es mogui en un espai bidimensional. Però és diferent al microscopi electrònic d'escaneig, a causa de la gran distància de treball (pot ser superior a 20 mm), la gran profunditat de focus (10 vegades més gran que el microscopi electrònic de transmissió) i el gran espai de la cambra de mostra, per tant, la mostra es pot col·locar a l'espai tridimensional. Hi ha 6 graus de llibertat en el moviment (és a dir, translació espacial tridimensional, rotació espacial tridimensional) i el rang mòbil és gran, cosa que aporta una gran comoditat. a l'observació dels detalls de cada zona de la mostra de forma irregular.
el
⑥Observeu la mostra amb un camp de visió gran i amb un augment baix. El camp de visió de la mostra observada pel microscopi electrònic d'escaneig és gran. En un microscopi electrònic d'escaneig, el camp de visió F que pot observar la mostra al mateix temps es determina per la fórmula següent: F=L/M
el
A la fórmula, F——interval de camp de visió;
el
M - l'augment en observar;
L——La mida de la pantalla del tub d'imatge.
Si el microscopi electrònic d'escaneig adopta un tub d'imatge de 30 cm (12 polzades), quan l'augment és de 15 vegades, el seu camp de visió pot arribar als 20 mm. Un camp de visió gran i un augment baix per observar la topografia de les mostres són necessaris per a alguns camps, com ara la investigació criminal i l'arqueologia.
⑦ Realitzeu una observació contínua de gran augment a baix augment. El rang variable d'ampliació és molt ampli i no cal enfocar amb freqüència. El rang d'ampliació del microscopi electrònic d'escaneig és molt ampli (de 50,000 a 200,000 vegades ajustable contínuament), i després d'enfocar una vegada, es pot observar contínuament des d'un augment elevat fins a un augment baix, i de baix augment a gran augment sense tornar a enfocar. L'anàlisi és especialment convenient.
⑧ Observació de mostres biològiques. El grau de dany i contaminació de la mostra a causa de la irradiació d'electrons és molt petit. En comparació amb altres microscopis electrònics, com que el corrent de la sonda electrònica utilitzada per a l'observació és petit (generalment aproximadament 10 -10 ~ 10 -12A), la mida del punt del feix de la sonda electrònica és petita (generalment 5 nm a desenes de nanòmetres) i l'electró L'energia de la sonda també és relativament petita (la tensió d'acceleració pot ser tan petita com 2 kV) i la mostra no s'irradia en un punt fix, sinó que s'irradia de manera d'escaneig ràster, de manera que el dany i la contaminació de la mostra es produeixen a causa de la irradiació d'electrons Molt petit, la qual cosa és especialment important per a l'observació d'algunes mostres biològiques.
⑨ Feu una observació dinàmica. En un microscopi electrònic d'escaneig, la informació de la imatge és principalment informació electrònica. Segons el nivell tècnic de la indústria electrònica moderna, fins i tot la informació electrònica que canvia a gran velocitat es pot rebre, processar i emmagatzemar a temps sense dificultats, de manera que es poden dur a terme algunes observacions dinàmiques del procés. Si s'instal·len accessoris com ara calefacció, refrigeració, flexió, estirament i gravat d'ions a la cambra de mostra, el procés de canvi dinàmic com ara la transició de fase i la fractura es pot observar a través del dispositiu de televisió. 10 Obtenir informació diversa de la topografia superficial de la mostra. Al microscopi electrònic d'escaneig, no només es pot utilitzar els electrons incidents per interactuar amb la mostra per generar informació diversa per a la imatge, sinó que també es pot obtenir una varietat de mètodes de visualització especials per a imatges mitjançant mètodes de processament de senyal i també pot obtenir informació de la superfície. morfologia de la mostra. Obtenir informació diversa. Com que la imatge electrònica d'escaneig no es grava al mateix temps, es descompon en gairebé un milió de peces i es registra seqüencialment, de manera que el microscopi electrònic d'escaneig no només pot observar la morfologia de la superfície, sinó també analitzar la composició i els elements, i mitjançant el patró de canals electrònics. Per a l'anàlisi cristal·logràfica, la mida de l'àrea seleccionada pot ser de 10 μm a 2 μm.
A causa de les característiques i funcions esmentades anteriorment del microscopi electrònic d'escaneig, els investigadors científics han prestat cada cop més atenció i s'ha utilitzat cada cop més àmpliament. Els microscopis electrònics d'escaneig s'han utilitzat àmpliament en la ciència dels materials (materials metàl·lics, materials no metàl·lics, nanomaterials), metal·lúrgia, biologia, medicina, materials i dispositius semiconductors, exploració geològica, control de plagues, identificació de desastres (incendis, anàlisi de fallades), reconeixement criminal , identificació de gemmes, identificació de la qualitat del producte i control del procés de producció en producció industrial, etc.
