Applications de la microscopie électronique à balayage
Le microscope électronique à balayage est un instrument multifonctionnel avec de nombreuses propriétés supérieures, et c'est l'instrument le plus largement utilisé. Il peut effectuer l'analyse de base suivante :
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(1) Observation et analyse de formes tridimensionnelles ;
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(2) Tout en observant la morphologie, l'analyse de la composition de la micro-zone est effectuée.
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① Observez les nanomatériaux. Les soi-disant nanomatériaux font référence aux matériaux solides obtenus en pressurisant les particules ou les cristallites qui composent les matériaux dans la plage de 0.1 à 100 nm et en gardant la surface propre. Les nanomatériaux ont de nombreuses propriétés physiques et chimiques uniques qui sont différentes des états cristallins et amorphes. Les nanomatériaux ont de larges perspectives de développement et deviendront l'orientation clé de la recherche future sur les matériaux. Une caractéristique importante de la microscopie électronique à balayage est sa haute résolution, qui a été largement utilisée pour observer les nanomatériaux.
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② Analyser la rupture du matériau. Une autre caractéristique importante du microscope électronique à balayage est que la profondeur de champ est grande et que l'image est pleine de tridimensionnalité. La profondeur de champ d'un microscope électronique à balayage est 10 fois supérieure à celle d'un microscope électronique à transmission et des centaines de fois supérieure à celle d'un microscope optique. En raison de la grande profondeur de champ de l'image, l'image électronique scannée obtenue a une forme tridimensionnelle et peut fournir beaucoup plus d'informations que les autres microscopes. Cette fonctionnalité est très précieuse pour les utilisateurs. La morphologie de la fracture affichée par le microscope électronique à balayage présente l'essence de la fracture du matériau du point de vue du niveau profond et de la profondeur de champ élevée. Elle joue un rôle irremplaçable dans l'enseignement, la recherche scientifique et la production. Des aspects tels que la détermination de la rationalité sont un outil puissant.
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③ observer directement la surface d'origine du grand échantillon. Il peut observer directement des échantillons d'un diamètre de 100 mm, d'une hauteur de 50 mm ou de tailles supérieures, sans aucune restriction sur la forme de l'échantillon, et des surfaces rugueuses peuvent également être observées, ce qui évite les problèmes de préparation des échantillons et peut vraiment observer les échantillons Le contraste des différents composants matériels de l'échantillon lui-même (image électronique en rétro-réflexion).
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④ Observez l'échantillon épais. Lors de l'observation d'échantillons épais, il peut obtenir une haute résolution et la forme la plus réaliste. La résolution de la microscopie électronique à balayage se situe entre celle de la microscopie optique et celle de la microscopie électronique à transmission. Cependant, lorsque l'on compare l'observation d'échantillons épais, parce que la méthode de stratification est toujours utilisée dans le microscope électronique à transmission, et la résolution de la stratification ne peut atteindre que 10 nm, et l'observation n'est pas l'échantillon lui-même, par conséquent, utilisez la microscopie électronique à balayage est plus avantageux pour observer des échantillons épais et peut obtenir des informations plus réelles sur la surface de l'échantillon.
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⑤ Observez les détails de chaque zone de l'échantillon. La plage de mouvement de l'échantillon dans la chambre d'échantillon est très grande. La distance de travail des autres microscopes n'est généralement que de 2 à 3 cm, donc en fait, seul l'échantillon est autorisé à se déplacer dans un espace bidimensionnel. Mais c'est différent dans le microscope électronique à balayage, en raison de la grande distance de travail (peut être supérieure à 20 mm), de la grande profondeur de champ (10 fois plus grande que le microscope électronique à transmission) et du grand espace de la chambre d'échantillon, par conséquent, l'échantillon peut être placé dans l'espace tridimensionnel Il y a 6 degrés de liberté dans le mouvement (c'est-à-dire la translation de l'espace tridimensionnel, la rotation de l'espace tridimensionnel) et la plage mobile est grande, ce qui apporte une grande commodité à l'observation des détails de chaque zone de l'échantillon de forme irrégulière.
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⑥Observez l'échantillon sous un large champ de vision et un faible grossissement. Le champ de vision de l'échantillon observé par le microscope électronique à balayage est large. Dans un microscope électronique à balayage, le champ de vision F permettant d'observer l'échantillon en même temps est déterminé par la formule suivante : F=L/M
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Dans la formule, F —— plage de champ de vision ;
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M - le grossissement lors de l'observation;
L——La taille de l'écran du tube image.
Si le microscope électronique à balayage adopte un tube image de 30 cm (12 pouces), lorsque le grossissement est de 15 fois, son champ de vision peut atteindre 20 mm. Un grand champ de vision et un faible grossissement pour observer la topographie des échantillons sont nécessaires pour certains domaines, tels que les enquêtes criminelles et l'archéologie.
⑦ Effectuez une observation continue du fort grossissement au faible grossissement. La plage de grossissement variable est très large et il n'est pas nécessaire de faire la mise au point fréquemment. La plage de grossissement du microscope électronique à balayage est très large (de 50,000 à 200,000 fois réglable en continu), et après une mise au point une fois, il peut être observé en continu d'un fort grossissement à un faible grossissement, et du faible grossissement au fort grossissement sans recentrage. L'analyse est particulièrement pratique.
⑧ Observation d'échantillons biologiques. Le degré d'endommagement et de contamination de l'échantillon dû à l'irradiation électronique est très faible. Comparé à d'autres microscopes électroniques, parce que le courant de la sonde électronique utilisée pour l'observation est petit (généralement environ 10 -10 ~ 10 -12A), la taille du point de faisceau de la sonde électronique est petite (généralement 5 nm à dizaines de nanomètres), et l'électron L'énergie de la sonde est également relativement faible (la tension d'accélération peut être aussi faible que 2 kV), et l'échantillon n'est pas irradié en un point fixe, mais est irradié de manière à balayage raster, donc les dommages et la contamination de l'échantillon se produisent en raison de l'irradiation électronique Très faible, ce qui est particulièrement important pour l'observation de certains échantillons biologiques.
⑨ Effectuer une observation dynamique. Dans un microscope électronique à balayage, les informations d'imagerie sont principalement des informations électroniques. Selon le niveau technique de l'industrie électronique moderne, même les informations électroniques qui changent à grande vitesse peuvent être reçues, traitées et stockées dans le temps sans difficulté, de sorte que certaines observations de processus dynamiques peuvent être effectuées. Si des accessoires tels que le chauffage, le refroidissement, la flexion, l'étirement et la gravure ionique sont installés dans la chambre d'échantillon, le processus de changement dynamique tel que la transition de phase et la fracture peut être observé via le dispositif TV. 10 Obtenir diverses informations à partir de la topographie de surface de l'échantillon. Dans le microscope électronique à balayage, non seulement peut utiliser les électrons incidents pour interagir avec l'échantillon afin de générer diverses informations pour l'imagerie, mais peut également obtenir une variété de méthodes d'affichage spéciales pour les images grâce à des méthodes de traitement du signal, et peut également obtenir des informations de la surface morphologie de l'échantillon. Obtenir diverses informations. Parce que l'image électronique à balayage n'est pas enregistrée en même temps, elle est décomposée en près d'un million de pièces et enregistrée séquentiellement, de sorte que le microscope électronique à balayage peut non seulement observer la morphologie de la surface, mais aussi analyser la composition et les éléments, et à travers le modèle de canal électronique. Pour l'analyse cristallographique, la taille de zone sélectionnée peut être de 10 μm à 2 μm.
En raison des caractéristiques et des fonctions mentionnées ci-dessus du microscope électronique à balayage, les chercheurs scientifiques y accordent de plus en plus d'attention et sont de plus en plus largement utilisés. Les microscopes électroniques à balayage ont été largement utilisés dans la science des matériaux (matériaux métalliques, matériaux non métalliques, nanomatériaux), la métallurgie, la biologie, la médecine, les matériaux et dispositifs semi-conducteurs, l'exploration géologique, la lutte antiparasitaire, l'identification des catastrophes (incendie, analyse des défaillances), la reconnaissance criminelle , identification des pierres précieuses, identification de la qualité des produits et contrôle des processus de production dans la production industrielle, etc.
