Metallografiske og elektronmikroskopiske variationer
Principper for scanningselektronmikroskopi
Scanning Electron Microscope (SEM), forkortet til SEM, er et komplekst system; det kondenserer elektronoptisk teknologi, vakuumteknologi, finmekanisk struktur og moderne computerstyringsteknologi. Scanningselektronmikroskopet samler elektronerne udsendt af elektronkanonen til en fin elektronstråle gennem en flertrins elektromagnetisk linse under påvirkning af accelereret højspænding. Scan overfladen af prøven for at stimulere forskellige informationer, og analyser prøvens overflade ved at modtage, forstærke og vise informationen. Interaktionen mellem de indfaldende elektroner og prøven frembringer informationstyperne vist i figur 1. Den todimensionelle intensitetsfordeling af disse informationer ændres med karakteristikaene af prøveoverfladen (disse karakteristika omfatter overflademorfologi, sammensætning, krystalorientering, elektromagnetiske egenskaber osv.), og informationen indsamlet af forskellige detektorer konverteres sekventielt og proportionalt. Et videosignal sendes til et synkront scannet billedrør, og dets lysstyrke moduleres for at opnå et scanningsbillede, der afspejler prøvens overfladetilstand. Hvis signalet modtaget af detektoren digitaliseres og konverteres til et digitalt signal, kan det viderebehandles og lagres af en computer. Scanningelektronmikroskopet bruges hovedsageligt til at observere tykke prøver med stor højdeforskel og ruhed, så dybdeskarphedseffekten er fremhævet i designet, og det bruges generelt til at analysere brud og naturlige overflader, der ikke er blevet kunstigt behandlet.
Elektronmikroskop og metallografisk mikroskop
1. Forskellige lyskilder: metallografiske mikroskoper bruger synligt lys som lyskilde, og scanningselektronmikroskoper bruger elektronstråler som lyskilde til billeddannelse.
2. Princippet er anderledes: det metallografiske mikroskop bruger princippet om geometrisk optisk billeddannelse til billeddannelse, og scanningselektronmikroskopet bruger højenergielektronstråler til at bombardere prøveoverfladen for at stimulere forskellige fysiske signaler på prøveoverfladen, og derefter bruge forskellige signaldetektorer til at modtage fysiske signaler og konvertere dem til billedinformation.
3. Opløsningen er anderledes: På grund af lysets interferens og diffraktion kan opløsningen af det metallografiske mikroskop kun begrænses til 0.2-0.5um. Fordi scanningselektronmikroskopet bruger elektronstråler som lyskilde, kan dets opløsning nå mellem 1-3nm. Derfor hører vævsobservationen af det metallografiske mikroskop til analyse i mikronskala, og vævsobservationen af scanningselektronmikroskop hører til analyse i nanoskala.
4. Dybdeskarpheden er anderledes: dybdeskarpheden af et generelt metallografisk mikroskop er mellem 2-3um, så det stiller ekstremt høje krav til glatheden af prøvens overflade, så prøveforberedelsesprocessen er relativt kompliceret. Scanningelektronmikroskopet har en stor dybdeskarphed, et stort synsfelt og en tredimensionel billeddannelse, som direkte kan observere den fine struktur af den ujævne overflade af forskellige prøver.
