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说说场发射扫描电镜在材料领域的具体应用

发布时间:2022-05-30      点击次数:556
  场发射扫描电镜几乎可以对所有类型的样本进行图像处理,陶瓷、金属、合金、半导体、聚合物、生物样品等。然而,某些特定类型的样品更具有挑战性,并且需要操作者进行额外的样品制备,以便借助扫描电镜喷金收集高质量图片。这些额外的步骤包括在样品中表面溅射一个额外的导电薄层材料,如金、银、铂或铬等。场发射扫描电镜中的电子束具有较高能量,在与样品的相互作用过程中,它以热的形式将部分能量传递给样品。
 
  场发射扫描电镜正是根据上述不同信息产生的机理,采用不同的信息检测器,使选择检测得以实现。如:通过采集二次电子、背散射电子得到有关物质表面微观形貌的信息,背散射电子衍射花样得到晶体结构信息,特征X-射线得到物质化学成分的信息,这些得到的都是接近样品表面的信息。
 
  场发射扫描电镜制样对样品的厚度没有特殊要求,可以采用切、磨、抛光或解理等方法将特定剖面呈现出来,从而转化为可以观察的表面。这样的表面如果直接观察,看到的只有表面加工损伤,一般要利用不同的化学溶液进行择优腐蚀,才能产生有利于观察的衬度。不过腐蚀会使样品失去原结构的部分真实情况,同时引入部分人为的干扰,对样品中厚度极小的薄层来说,造成的误差更大。
 
  样品的成分、加速电压都影响相互作用区,一般情况下,相互作用区比束斑大,每种信号从固体发出的空间范围,是决定扫描图像空间分辨能力的重要因素。在材料领域的具体应用:
 
  1.材料表面形貌的观察:通过扫描电子显微镜我们可以观察材料的表面形貌。
 
  2.断口形貌的观察:通过扫描电子显微镜我们可以进行材料的断口形貌的观察,借助扫描电镜分析断口的破坏特征、零件内部的结构及缺陷,从而判断零件损坏的原因。
 
  3.微区化学成分分析:在样品的处理过程中,有时需要提供包括形貌、成分、晶体结构或位向在内的丰富资料,以便能够更全面、客观地进行判断分析。为此,相继出现了扫描电子显微镜—电子探针多种分析功能的组合型仪器。扫描电子显微镜如配有X射线能谱(EDS)和X射线波谱成分分析等电子探针附件,可分析样品微区的化学成分等信息。