Metalografske i elektronske mikroskopske varijacije
Principi skenirajuće elektronske mikroskopije
Skenirajući elektronski mikroskop (SEM), skraćeno SEM, je složen sistem; kondenzira elektron-optičku tehnologiju, vakuumsku tehnologiju, finu mehaničku strukturu i modernu kompjutersku tehnologiju upravljanja. Skenirajući elektronski mikroskop prikuplja elektrone koje emituje elektronski top u fini elektronski snop kroz višestepeno elektromagnetsko sočivo pod dejstvom ubrzanog visokog napona. Skenirajte površinu uzorka kako biste stimulirali različite informacije i analizirajte površinu uzorka primanjem, pojačavanjem i prikazivanjem informacija. Interakcija upadnih elektrona sa uzorkom proizvodi tipove informacija prikazanih na slici 1. Dvodimenzionalna distribucija intenziteta ovih informacija menja se sa karakteristikama površine uzorka (ove karakteristike uključuju morfologiju površine, sastav, orijentaciju kristala, elektromagnetna svojstva , itd.), a informacije koje prikupljaju različiti detektori se sekvencijalno i proporcionalno pretvaraju. Video signal se šalje na sinhrono skeniranu cijev sa slikom i njegova svjetlina se modulira kako bi se dobila slika skeniranja koja odražava stanje površine uzorka. Ako se signal koji detektor prima digitalizuje i konvertuje u digitalni signal, može se dalje obraditi i pohraniti u kompjuteru. Skenirajući elektronski mikroskop se uglavnom koristi za posmatranje debelih uzoraka sa velikom visinskom razlikom i hrapavosti, tako da je u dizajnu istaknut efekat dubine polja, a uglavnom se koristi za analizu lomova i prirodnih površina koje nisu veštački obrađene.
Elektronski mikroskop i metalografski mikroskop
1. Različiti izvori svjetlosti: metalografski mikroskopi koriste vidljivu svjetlost kao izvor svjetlosti, a skenirajući elektronski mikroskopi koriste elektronske zrake kao izvor svjetlosti za snimanje.
2. Princip je drugačiji: metalografski mikroskop koristi princip geometrijskog optičkog snimanja za snimanje, a skenirajući elektronski mikroskop koristi visokoenergetske elektronske zrake za bombardiranje površine uzorka kako bi stimulirao različite fizičke signale na površini uzorka, a zatim koristi različite detektori signala da primaju fizičke signale i pretvaraju ih u informacije o slikama.
3. Rezolucija je drugačija: zbog interferencije i difrakcije svjetlosti, rezolucija metalografskog mikroskopa može biti ograničena samo na 0.2-0.5um. Budući da skenirajući elektronski mikroskop koristi elektronske zrake kao izvor svjetlosti, njegova rezolucija može doseći između 1-3nm. Dakle, posmatranje tkiva metalografskim mikroskopom pripada analizi u mikronskoj skali, a posmatranje tkiva skenirajućim elektronskim mikroskopom spada u analizu nano-skale.
4. Dubina polja je različita: dubina polja opšteg metalografskog mikroskopa je između 2-3um, tako da ima izuzetno visoke zahtjeve za glatkoću površine uzorka, tako da je proces pripreme uzorka relativno komplikovano. Skenirajući elektronski mikroskop ima veliku dubinu polja, veliko vidno polje i trodimenzionalnu sliku, koja može direktno posmatrati finu strukturu neravne površine različitih uzoraka.
