掃描電鏡圖像的形成需要各個系統(tǒng)相互配合,電子光學系統(tǒng)為掃描電鏡提供的電子束,信號探測系統(tǒng)將電子束與樣品相互作用產(chǎn)生的信號進行采集與處理。電子光學系統(tǒng)內(nèi)容請參考往期文章,本篇主要對掃描電鏡的信號探測系統(tǒng)進行介紹。
激光掃描共聚焦顯微鏡是在傳統(tǒng)熒光顯微鏡成像的基礎上采用激光作為光源,通過使用激光掃描裝置和共軛聚焦裝置,利用計算機對所觀察的對象進行數(shù)字圖像處理的現(xiàn)代化光學顯微鏡。它能以的分辨率采集細胞或組織內(nèi)部的熒光標記圖像、觀察細胞或組織內(nèi)部的微細結構和形態(tài)學變化、在亞細胞水平觀察胞內(nèi)重要離子濃度或 pH 的變化、結合電生理技術觀察和記錄細胞的生理活動。使用激光掃描共聚焦顯微鏡,還可以對觀察樣品進行斷層掃描和成像、重構和分析細胞的三維空間結構。
蔡司解決方案在增材制造領域的應用范圍覆蓋粉末和材料分析,所使用的設備包括光學顯微鏡、掃描電鏡、X射線技術。
使用光學顯微鏡來測試金屬粉末的粒徑分布
使用SEM掃描電鏡對3D打印金屬粉末的球形度和實心性進行分析
使用CT對粉末顆粒的寬高比和粒徑進行分析
對于內(nèi)部缺陷,蔡司的解決方案也能輕松檢測,比如微裂紋、分層、疲勞裂紋、盈利、孔隙率、粉末殘留物和氣孔等。
電子經(jīng)過一系列電磁透鏡成束后,打到樣品上與樣品相互作用,會產(chǎn)生二次電子、背散射電子、俄歇電子以及X射線等一系列信號。所以需要不同的探測器譬如二次電子探測器、X射線能譜分析儀等來區(qū)分這些信號以獲得所需要的信息。雖然X射線信號不能用于成象,但習慣上,仍然將X射線分析系統(tǒng)劃分到成象系統(tǒng)中。
有些探測器造價昂貴,比如Robinsons式背散射電子探測器,這時,可以使用二次電子探測器代替,但需要設定一個偏壓電場以篩除二次電子。
掃描電鏡除能檢測二次電子圖像以外,還能檢測背散射電子、透射電子、特征x射線、陰極發(fā)光等信號圖像。其成像原理與二次電子像相同。在進行掃描電鏡觀察前,要對樣品作相應的處理。
對樣品的要求
1、不會被電子束分解
2、在電子束掃描下熱穩(wěn)定性要好
3、能提供導電和導熱通道
4、大小與厚度要適于樣品臺的安裝
5、觀察面應該清潔,物
6、進行微區(qū)成分分析的表面應平整
7、磁性試樣要預先去磁,以免觀察時電子束受到磁場的影響
掃描電鏡及X射線能譜儀或電子探針為準確鑒定鋼中非金屬夾雜物屬性提供了非??煽康募夹g,他可以將D類等非金屬夾雜物的二維和三維形貌、與所含元素的X射線元素面分布圖、與其內(nèi)含有元素或所含簡單氧化物的重量百分數(shù)和原子百分數(shù)定量分析結果有機結合起來,對這種D類非金屬夾雜物給出一個全新的詮釋。由此,作者提出了非金屬夾雜物的相結構概念