Propriétés et applications du microscope électronique
1. Le principe de fonctionnement du microscope électronique à balayage
Le microscope électronique à balayage utilise un faisceau d'électrons focalisé pour balayer et imager la surface de l'échantillon point par point. L'échantillon est constitué de particules en vrac ou de poudre, et le signal d'imagerie peut être des électrons secondaires, des électrons rétrodiffusés ou des électrons absorbés. Parmi eux, les électrons secondaires sont le signal d'imagerie le plus important. Les électrons émis par le canon à électrons avec une énergie de 5-35keV utilisent le point croisé comme source d'électrons et forment un faisceau d'électrons fin avec une certaine énergie, une certaine intensité de courant de faisceau et un diamètre de point de faisceau à travers la réduction de la lentille de condenseur secondaire et de la lentille d'objectif. Entraîné par la bobine de balayage, balayez la surface de l'échantillon selon une certaine séquence temporelle et spatiale. Le faisceau d'électrons focalisé interagit avec l'échantillon pour générer une émission d'électrons secondaires (et d'autres signaux physiques), et la quantité d'émission d'électrons secondaires varie avec la topographie de surface de l'échantillon. Le signal électronique secondaire est collecté par le détecteur et converti en un signal électrique. Après avoir été amplifié par la vidéo, il est entré dans la grille du kinéscope, et la luminosité du kinéscope qui est balayée de manière synchrone avec le faisceau d'électrons incident est modulée pour obtenir une image électronique secondaire qui reflète la topographie de surface de l'échantillon.
Deuxièmement, le microscope électronique à balayage a les caractéristiques suivantes
(1) De grands échantillons peuvent être observés (des diamètres plus grands peuvent être observés dans l'industrie des semi-conducteurs) et la méthode de préparation des échantillons est simple.
(2) La profondeur de champ est grande, trois cents fois celle d'un microscope optique, ce qui convient à l'analyse et à l'observation des surfaces rugueuses et des fractures ; l'image est pleine de trois dimensions, réaliste, facile à identifier et à expliquer.
(3) La plage de grossissement est large, généralement 15-200000 fois, ce qui est pratique pour une étude générale à faible grossissement et pour l'observation et l'analyse à fort grossissement pour des matériaux hétérogènes à plusieurs phases et à plusieurs compositions.
(4) Il a une résolution considérable, généralement 2-6 cm
(5) La qualité de l'image peut être efficacement contrôlée et améliorée par des méthodes électroniques, telles que la tolérance du contraste de l'image peut être améliorée par modulation, de sorte que la luminosité et l'obscurité de chaque partie de l'image soient modérées. A l'aide d'un dispositif à double grossissement ou d'un sélecteur d'image, des images de différents grossissements ou des images de différentes formes peuvent être observées en même temps sur l'écran fluorescent.
(6) L'analyse de diverses fonctions peut être effectuée. Lorsqu'il est connecté à un spectromètre à rayons X, il peut effectuer une analyse de micro-composants tout en observant la morphologie ; lorsqu'il est équipé d'accessoires tels qu'un microscope optique et un monochromateur, il peut observer des images de cathodofluorescence et effectuer une analyse du spectre de cathodofluorescence.
(7) Des tests dynamiques peuvent être effectués en utilisant des étapes d'échantillonnage telles que le chauffage, le refroidissement et l'étirement pour observer les transitions de phase et les changements morphologiques dans différentes conditions environnementales.
trois. Application de la microscopie électronique
C'est un outil indispensable dans l'analyse des défauts matériels, l'analyse des procédés métallurgiques, l'analyse des traitements thermiques, la métallographie, l'analyse des défaillances, etc. Par exemple, une entreprise militaire a les exigences suivantes pour le microscope électronique à balayage dans son dossier d'appel d'offres : « Cet ensemble d'équipements est utilisé pour analyser et mesurer la composition chimique des micro-régions du matériau, les défauts métallurgiques et la structure interne des matériaux du produit, et est également utilisé pour les changements de processus Analyser et mesurer la structure interne et de surface du matériau, les changements de morphologie et défauts, etc. En même temps, le processus peut être guidé en fonction des résultats.
