Metallografische und elektronenmikroskopische Variationen
Prinzipien der Rasterelektronenmikroskopie
Das Rasterelektronenmikroskop (SEM), abgekürzt SEM, ist ein komplexes System. Es vereint elektronenoptische Technologie, Vakuumtechnologie, feinmechanische Struktur und moderne Computersteuerungstechnologie. Das Rasterelektronenmikroskop sammelt die von der Elektronenkanone emittierten Elektronen durch eine mehrstufige elektromagnetische Linse unter Einwirkung beschleunigter Hochspannung zu einem feinen Elektronenstrahl. Scannen Sie die Oberfläche der Probe, um verschiedene Informationen zu stimulieren, und analysieren Sie die Oberfläche der Probe, indem Sie die Informationen empfangen, verstärken und anzeigen. Die Wechselwirkung der einfallenden Elektronen mit der Probe erzeugt die in Abbildung 1 dargestellten Arten von Informationen. Die zweidimensionale Intensitätsverteilung dieser Informationen ändert sich mit den Eigenschaften der Probenoberfläche (zu diesen Eigenschaften gehören Oberflächenmorphologie, Zusammensetzung, Kristallorientierung und elektromagnetische Eigenschaften). usw.) und die von verschiedenen Detektoren gesammelten Informationen werden sequentiell und proportional umgewandelt. Ein Videosignal wird an eine synchron abgetastete Bildröhre gesendet und ihre Helligkeit wird moduliert, um ein Scanbild zu erhalten, das den Oberflächenzustand der Probe widerspiegelt. Wird das vom Detektor empfangene Signal digitalisiert und in ein digitales Signal umgewandelt, kann es von einem Computer weiterverarbeitet und gespeichert werden. Das Rasterelektronenmikroskop wird hauptsächlich zur Beobachtung dicker Proben mit großem Höhenunterschied und großer Rauheit verwendet, sodass der Tiefenschärfeeffekt im Design hervorgehoben wird. Es wird im Allgemeinen zur Analyse von Brüchen und natürlichen Oberflächen verwendet, die nicht künstlich bearbeitet wurden.
Elektronenmikroskop und metallographisches Mikroskop
1. Verschiedene Lichtquellen: Metallografische Mikroskope verwenden sichtbares Licht als Lichtquelle und Rasterelektronenmikroskope verwenden Elektronenstrahlen als Lichtquelle für die Bildgebung.
2. Das Prinzip ist anders: Das metallographische Mikroskop nutzt das Prinzip der geometrischen optischen Bildgebung für die Bildgebung, und das Rasterelektronenmikroskop bombardiert die Probenoberfläche mit hochenergetischen Elektronenstrahlen, um verschiedene physikalische Signale auf der Probenoberfläche zu stimulieren, und verwendet dann unterschiedliche Signaldetektoren, um physikalische Signale zu empfangen und sie in Bildinformationen umzuwandeln.
3. Die Auflösung ist unterschiedlich: Aufgrund der Interferenz und Beugung des Lichts kann die Auflösung des metallografischen Mikroskops nur auf 0.2-0.5um begrenzt werden. Da das Rasterelektronenmikroskop Elektronenstrahlen als Lichtquelle verwendet, kann seine Auflösung zwischen 1-3 nm liegen. Daher gehört die Gewebebeobachtung mit dem metallografischen Mikroskop zur Analyse im Mikrometermaßstab und die Gewebebeobachtung mit dem Rasterelektronenmikroskop zur Analyse im Nanomaßstab.
4. Die Schärfentiefe ist unterschiedlich: Die Schärfentiefe eines allgemeinen metallografischen Mikroskops liegt zwischen 2-3um, daher werden extrem hohe Anforderungen an die Glätte der Probenoberfläche gestellt, sodass der Probenvorbereitungsprozess relativ ist kompliziert. Das Rasterelektronenmikroskop verfügt über eine große Schärfentiefe, ein großes Sichtfeld und eine dreidimensionale Bildgebung, mit der die Feinstruktur der unebenen Oberfläche verschiedener Proben direkt beobachtet werden kann.
