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臺(tái)式掃描電鏡具體能做什么?

日期:2021-02-18

臺(tái)式掃描電鏡具體能做什么?臺(tái)式掃描電鏡(SEM)是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察手段,可直接利用樣品表面材料的物質(zhì)性能進(jìn)行微觀成像。
臺(tái)式掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn)是:
 
 ?、儆休^高的放大倍數(shù),20-200000倍之間連續(xù)可調(diào);
 
 ?、谟泻艽蟮木吧?,視野大,成像富有立體感,可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細(xì)微結(jié)構(gòu);
 
 ?、墼嚇又苽浜?jiǎn)單,目前的掃描電鏡都配有X射線能譜儀裝置,這樣可以同時(shí)進(jìn)行顯微組織形貌的觀察和微區(qū)成分分析(即SEM-EDS),因此它是當(dāng)今十分重要的科學(xué)研究?jī)x器之一。

臺(tái)式掃描電鏡

 
  臺(tái)式掃描電鏡觀察納米材料
 
  所謂納米材料,是指材料的顆?;蛭⒕С叽缭?.1-100nm范圍內(nèi),在保持表面清潔的條件下,通過(guò)壓制形成的固體材料納米材料具有許多不同于晶態(tài)和非晶態(tài)的物理和化學(xué)性質(zhì)納米材料具有廣闊的發(fā)展前景,將成為未來(lái)材料研究的掃描電鏡的一個(gè)重要特點(diǎn)是分辨率高現(xiàn)在它被廣泛用于觀察納米材料。 
 
  臺(tái)式掃描電鏡觀察材料斷口
 
  臺(tái)式掃描電鏡的另一個(gè)重要特點(diǎn)是景深大,圖像立體掃描電鏡的透射電鏡是光學(xué)顯微鏡的10倍由于圖像景深較大,獲得的掃描電子圖像具有三維感強(qiáng)、形狀三維等特點(diǎn),比其他顯微鏡能提供更多的信息,對(duì)用戶有很大的價(jià)值掃描電鏡所表明斷裂形態(tài)從深層和高景深的角度反映了材料斷裂的性質(zhì),在教學(xué)科研和生產(chǎn)中具有不可替代的作用,是材料斷裂原因分析、事故原因分析、工藝合理性確定等方面的有力工具。
 
  臺(tái)式掃描電鏡觀察大試樣的原始表面
 
  臺(tái)式掃描電子顯微鏡可以直接觀察直徑為100毫米、高度為50毫米或更大尺寸的樣品,不受樣品形狀的限制,也可以觀察到粗糙的表面,避免了樣品制備的麻煩并能真實(shí)觀察樣品本身不同物質(zhì)成分的對(duì)比度。
 
  臺(tái)式掃描電鏡觀察厚試樣
 
  臺(tái)式掃描電鏡可以獲得高分辨率和真實(shí)的厚樣品形貌掃描電子顯微鏡的分辨率介于光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡之間,但在比較厚樣品的觀察時(shí),由于透射電子顯微鏡也采用層壓法,層壓的分辨率通常只有10nm,而且觀察的不是樣品本身。因此,用掃描電鏡觀察厚樣品,獲得樣品的真實(shí)表面數(shù)據(jù)更為有利。
 
  臺(tái)式掃描電鏡觀察試樣區(qū)域細(xì)節(jié)
 
  試樣在樣品室中可動(dòng)的范圍非常大,而顯微鏡在其它方面的工作距離通常只有2-3cm,因此實(shí)際上,只有試樣可以在二維空間中移動(dòng),但在臺(tái)式掃描電子顯微鏡中是不同的由于工作距離大(可能大于20 mm)焦深大(比TEM大10倍)樣品室的空間也很大因此,試樣在三維空間(即三維平移、三維旋轉(zhuǎn))可以有六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)而且具有較大的活動(dòng)范圍,便于觀察不規(guī)則形狀樣品的各個(gè)區(qū)域。
 
  臺(tái)式掃描電鏡連續(xù)觀察
 
  臺(tái)式掃描電鏡對(duì)于從高功率到低功率的連續(xù)觀測(cè),放大倍數(shù)的變化范圍非常大,并且不經(jīng)常需要焦點(diǎn)掃描電鏡放大倍數(shù)范圍廣(連續(xù)可調(diào)5-20萬(wàn)倍),一次聚焦后可連續(xù)觀察從高到低、從低到高,無(wú)需再聚焦,特別便于事故分析。
 
  臺(tái)式掃描電鏡觀察生物試樣
 
  因電子照射而發(fā)生試樣的損傷和污染程度很小。掃描電鏡同其他方式的電子顯微鏡比較,由于用于觀察的電子探針電流小,電子探針的束斑尺寸?。ㄍǔ?nm到幾十納米),電子探針的能量也?。铀匐妷嚎梢孕〉?KV)此外,它不會(huì)在固定處照射樣品,而是通過(guò)光柵掃描照射樣品因此,對(duì)一些生物樣品進(jìn)行觀察是非常重要的,因?yàn)闃悠返膿p傷和污染程度都很小。
 
  臺(tái)式掃描電鏡進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察
 
  在臺(tái)式掃描電子鏡中,成像信息主要是電子信息根據(jù)現(xiàn)代電子工業(yè)的技術(shù)水平,即使是高速變化的電子信息,也能不費(fèi)吹灰之力地及時(shí)接收、處理和儲(chǔ)存因此,可以進(jìn)行一些動(dòng)態(tài)過(guò)程觀測(cè)如果樣品室配有加熱、冷卻、彎曲、拉伸和離子刻蝕附件,則可通過(guò)電視裝置觀察相變和斷裂強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。
 
  臺(tái)式掃描電鏡觀察試樣表面形貌
 
  從試樣表面形貌獲得多方面資料,不僅可以利用入射電子與樣品相互作用產(chǎn)生的信息進(jìn)行成像,還可以通過(guò)信號(hào)處理方法獲得各種圖像的特殊顯示方法,從樣品的表面形貌中獲得各種信息由于掃描電子圖像不是同時(shí)記錄的,它是由近百萬(wàn)條記錄逐個(gè)組成的因此,除了觀察其表面形貌外,SEM還可以分析其成分和元素通過(guò)電子通道花樣進(jìn)行結(jié)晶學(xué)分析,選擇的面積大小可以在10μm到3μm之間。
 
  由于臺(tái)式掃描電鏡具有上述特點(diǎn)和功能,臺(tái)式掃描電鏡越來(lái)越受到研究者的重視,得到了廣泛的應(yīng)用目前,臺(tái)式掃描電鏡已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)(金屬材料、非金屬材料、納米材料)、冶金、生物學(xué)、醫(yī)藥、半導(dǎo)體材料及器件、地質(zhì)勘探、病蟲(chóng)害防治、災(zāi)害(火災(zāi)、失效分析)鑒定、刑事偵察、寶石鑒定等領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品質(zhì)量鑒定和生產(chǎn)過(guò)程控制等。

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作者:小攸


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