Металографічні та електронномікроскопічні варіації
Принципи скануючої електронної мікроскопії
Скануючий електронний мікроскоп (SEM), скорочено SEM, є складною системою; він конденсує електронну оптичну технологію, вакуумну технологію, тонку механічну структуру та сучасну технологію комп’ютерного керування. Скануючий електронний мікроскоп збирає електрони, випромінювані електронною гарматою, у тонкий електронний пучок через багатоступеневу електромагнітну лінзу під дією прискореної високої напруги. Скануйте поверхню зразка, щоб стимулювати різну інформацію, і аналізуйте поверхню зразка, отримуючи, посилюючи та відображаючи інформацію. Взаємодія падаючих електронів із зразком створює типи інформації, показані на малюнку 1. Двовимірний розподіл інтенсивності цієї інформації змінюється залежно від характеристик поверхні зразка (ці характеристики включають морфологію поверхні, склад, орієнтацію кристала, електромагнітні властивості тощо), а інформація, зібрана різними детекторами, послідовно та пропорційно перетворюється. Відеосигнал надсилається на кінескоп із синхронним скануванням, а його яскравість модулюється для отримання сканованого зображення, що відображає стан поверхні зразка. Якщо сигнал, отриманий детектором, оцифровується та перетворюється на цифровий сигнал, він може бути додатково оброблений та збережений комп’ютером. Скануючий електронний мікроскоп в основному використовується для спостереження за товстими зразками з великою різницею висоти та шорсткістю, тому ефект глибини різкості підкреслюється в конструкції, і він зазвичай використовується для аналізу тріщин і природних поверхонь, які не були штучно оброблені.
Електронний мікроскоп і металографічний мікроскоп
1. Різні джерела світла: металографічні мікроскопи використовують видиме світло як джерело світла, а скануючі електронні мікроскопи використовують електронні пучки як джерело світла для зображення.
2. Принцип інший: металографічний мікроскоп використовує принцип геометричного оптичного зображення для зображення, а скануючий електронний мікроскоп використовує промені електронів високої енергії для бомбардування поверхні зразка, щоб стимулювати різні фізичні сигнали на поверхні зразка, а потім використовувати різні детектори сигналів для отримання фізичних сигналів і перетворення їх у інформацію про зображення.
3. Роздільна здатність інша: через інтерференцію та дифракцію світла роздільна здатність металографічного мікроскопа може бути обмежена лише 0.2-0.5um. Оскільки скануючий електронний мікроскоп використовує електронні промені як джерело світла, його роздільна здатність може досягати 1-3 нм. Таким чином, спостереження за тканинами за допомогою металографічного мікроскопа належить до мікронного аналізу, а спостереження за тканинами за допомогою скануючого електронного мікроскопа належить до нанорозмірного аналізу.
4. Глибина різкості різна: глибина різкості звичайного металографічного мікроскопа становить між 2-3um, тому він має надзвичайно високі вимоги до гладкості поверхні зразка, тому процес підготовки зразка відносно складний. Скануючий електронний мікроскоп має велику глибину різкості, велике поле зору та тривимірне зображення, за допомогою якого можна безпосередньо спостерігати тонку структуру нерівної поверхні різних зразків.
