Toepassingen van scanning-elektronenmicroscopie
Scanning-elektronenmicroscoop is een multifunctioneel instrument met veel superieure eigenschappen en het is het meest gebruikte instrument. Het kan de volgende basisanalyse uitvoeren:
de
(1) Observatie en analyse van driedimensionale vorm;
de
(2) Terwijl de morfologie wordt geobserveerd, wordt de samenstellingsanalyse van het microgebied uitgevoerd.
de
① Observeer nanomaterialen. De zogenaamde nanomaterialen verwijzen naar de vaste materialen die worden verkregen door de deeltjes of kristallieten waaruit de materialen bestaan onder druk te zetten in het bereik van 0.1 tot 100 nm en het oppervlak schoon te houden. Nanomaterialen hebben veel unieke fysische en chemische eigenschappen die verschillen van kristallijne en amorfe toestanden. Nanomaterialen hebben brede ontwikkelingsperspectieven en zullen de belangrijkste richting worden voor toekomstig materiaalonderzoek. Een belangrijk kenmerk van scanning-elektronenmicroscopie is de hoge resolutie, die op grote schaal wordt gebruikt om nanomaterialen te observeren.
de
② Analyseer de materiële breuk. Een ander belangrijk kenmerk van de rasterelektronenmicroscoop is dat de scherptediepte groot is en het beeld vol driedimensionaliteit is. De scherptediepte van een scanning-elektronenmicroscoop is 10 keer groter dan die van een transmissie-elektronenmicroscoop en honderden keren groter dan die van een optische microscoop. Vanwege de grote scherptediepte van het beeld heeft het verkregen gescande elektronische beeld een driedimensionale vorm en kan het veel meer informatie verschaffen dan andere microscopen. Deze functie is erg waardevol voor gebruikers. De breukmorfologie weergegeven door de scanning-elektronenmicroscoop presenteert de essentie van materiaalbreuk vanuit het perspectief van diep niveau en hoge scherptediepte. Het speelt een onvervangbare rol in onderwijs, wetenschappelijk onderzoek en productie. Aspecten als het bepalen van rationaliteit zijn een krachtig hulpmiddel.
de
③ observeer direct het oorspronkelijke oppervlak van het grote monster. Het kan direct monsters observeren met een diameter van 100 mm, een hoogte van 50 mm of grotere maten, zonder enige beperking op de vorm van het monster, en ruwe oppervlakken kunnen ook worden waargenomen, wat de moeite van het voorbereiden van monsters bespaart en echt kan observeer de monsters Het contrast van de verschillende materiaalcomponenten van het monster zelf (terugreflectie-elektronenbeeld).
de
④ Observeer het dikke monster. Bij het observeren van dikke monsters kan het een hoge resolutie en de meest realistische vorm verkrijgen. De resolutie van scanning-elektronenmicroscopie ligt tussen die van lichtmicroscopie en transmissie-elektronenmicroscopie. Bij het vergelijken van de observatie van dikke monsters, omdat de lamineermethode nog steeds wordt gebruikt in de transmissie-elektronenmicroscoop en de resolutie van de laminering slechts 10 nm kan bereiken, en de observatie niet het monster zelf is, gebruikt u daarom Scanning-elektronenmicroscopie is gunstiger om dikke monsters te observeren en kan meer echte informatie over het monsteroppervlak verkrijgen.
de
⑤ Observeer de details van elk deel van het monster. Het bewegingsbereik van het monster in de monsterkamer is zeer groot. De werkafstand van andere microscopen is meestal slechts 2 tot 3 cm, dus in feite mag alleen het monster in een tweedimensionale ruimte bewegen. Maar het is anders in de scanning-elektronenmicroscoop vanwege de grote werkafstand (kan groter zijn dan 20 mm), de grote scherptediepte (10 keer groter dan de transmissie-elektronenmicroscoop) en de grote ruimte van de monsterkamer, daarom kan het monster in de driedimensionale ruimte worden geplaatst. Er zijn 6 vrijheidsgraden in de beweging (d.w.z. driedimensionale ruimtetranslatie, driedimensionale ruimterotatie), en het beweegbare bereik is groot, wat een groot gemak met zich meebrengt aan de observatie van de details van elk gebied van het monster met onregelmatige vorm.
de
⑥ Observeer het monster onder een groot gezichtsveld en een lage vergroting. Het gezichtsveld van het monster dat wordt waargenomen door de scanning-elektronenmicroscoop is groot. In een rasterelektronenmicroscoop wordt het gezichtsveld F dat het monster tegelijkertijd kan waarnemen, bepaald door de volgende formule: F=L/M
de
In de formule, F - gezichtsveldbereik;
de
M - de vergroting bij het observeren;
L——De schermgrootte van de beeldbuis.
Als de scanning-elektronenmicroscoop een beeldbuis van 30 cm (12 inch) gebruikt, kan het gezichtsveld bij een vergroting van 15 keer 20 mm bedragen. Voor sommige gebieden, zoals strafrechtelijk onderzoek en archeologie, is een groot gezichtsveld en een lage vergroting nodig om de topografie van monsters te observeren.
⑦ Voer continue observatie uit van hoge vergroting tot lage vergroting. Het variabele vergrotingsbereik is zeer breed en u hoeft niet vaak scherp te stellen. Het vergrotingsbereik van de scanning-elektronenmicroscoop is zeer breed (van 50,000 tot 200,000 keer traploos instelbaar), en na één keer scherpstellen kan het continu worden waargenomen van hoge vergroting tot lage vergroting, en van lage vergroting naar hoge vergroting zonder opnieuw scherp te stellen. Analyse is bijzonder handig.
⑧ Observatie van biologische monsters. De mate van beschadiging en verontreiniging van het monster door elektronenbestraling is zeer gering. Vergeleken met andere elektronenmicroscopen, omdat de stroom van de elektronensonde die wordt gebruikt voor observatie klein is (meestal ongeveer 10 -10 ~ 10 -12A), is de bundelvlekgrootte van de elektronensonde klein (meestal 5 nm tot tientallen nanometers), en het elektron. De energie van de sonde is ook relatief klein (versnellingsspanning kan zo klein zijn als 2 kV), en het monster wordt niet op een vast punt bestraald, maar wordt op een rasterscanning manier bestraald, dus de schade en verontreiniging van het monster treden op als gevolg van elektronenbestraling Zeer klein, wat vooral belangrijk is voor het observeren van sommige biologische monsters.
⑨ Voer dynamische observatie uit. In een scanning-elektronenmicroscoop is de beeldinformatie voornamelijk elektronische informatie. Volgens het technische niveau van de moderne elektronische industrie kan zelfs elektronische informatie die met hoge snelheid verandert zonder problemen op tijd worden ontvangen, verwerkt en opgeslagen, zodat sommige dynamische proceswaarnemingen kunnen worden uitgevoerd. Als accessoires zoals verwarming, koeling, buigen, strekken en ionenetsen in de monsterkamer zijn geïnstalleerd, kan het dynamische veranderingsproces zoals faseovergang en breuk worden waargenomen via het tv-apparaat. 10 Verkrijg verschillende informatie uit de oppervlaktetopografie van het monster. In de scanning-elektronenmicroscoop kunnen niet alleen de invallende elektronen worden gebruikt om met het monster te interageren om verschillende informatie voor beeldvorming te genereren, maar kunnen ze ook een verscheidenheid aan speciale weergavemethoden voor afbeeldingen verkrijgen via signaalverwerkingsmethoden, en kunnen ze ook informatie van het oppervlak verkrijgen morfologie van het monster. Diverse informatie verkrijgen. Omdat het scanning-elektronenbeeld niet tegelijkertijd wordt opgenomen, wordt het in bijna een miljoen stukjes ontleed en achtereenvolgens geregistreerd, zodat de scanning-elektronenmicroscoop niet alleen de oppervlaktemorfologie kan waarnemen, maar ook de samenstelling en elementen kan analyseren, en door de patroon van elektronenkanalen. Voor kristallografische analyse kan de geselecteerde gebiedsgrootte variëren van 10 μm tot 2 μm.
Vanwege de bovengenoemde kenmerken en functies van de scanning-elektronenmicroscoop wordt er steeds meer aandacht aan besteed door wetenschappelijke onderzoekers en wordt het steeds meer gebruikt. Scanning-elektronenmicroscopen worden veel gebruikt in de materiaalkunde (metalen materialen, niet-metalen materialen, nanomaterialen), metallurgie, biologie, geneeskunde, halfgeleidermaterialen en apparaten, geologische verkenning, ongediertebestrijding, identificatie bij rampen (brand, storingsanalyse), criminele verkenning , identificatie van edelstenen, identificatie van productkwaliteit en controle van het productieproces bij industriële productie, enz.
