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如何挑選掃描電鏡材質

如何挑選掃描電鏡材質

1、非導電樣品絕緣電阻大,在電子束掃描下,樣品表面逐漸積累負電荷,排斥入射電子,二次電子發射不穩定,並隨機偏轉二次電子,造成圖像晃動、亮度突變、出現無規則的明暗條紋,也就是所謂的 “荷電效應 ”。

2、通常在樣品表面鍍一層導電膜可以提高樣品的導電性,表面的負電荷通過導電膜釋放入地,消除荷電。電荷釋放的前提是膜層必須與金屬樣品臺相連接,形成導電通道,此外連續的導電膜也可以提高樣品的導熱性,減小熱損傷。目前常用的鍍膜技術爲真空蒸發和離子濺射。

3、常用的鍍膜材料有C、 Al、 Cr、 Au-. Pt、 Au-Pd合金。金膜二次電子產率高、覆蓋性好、鍍膜容易,是最常用的材料,但顆粒較大,適用於中低範圍的分辨率、兩萬倍以下的圖像。Pt和Au-Pd合金膜的顆粒要細得多,適用於高分辨率圖像。 使用場發射電鏡對膜層要求更高,至少要在20萬倍下膜層不能顯現結構,高真空鍍Cr可以滿足要求o C膜均勻性好,導電導熱效率高,又是最經濟的材料,只是二次電子產率低,不適合高倍圖像。

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1、非導電樣品絕緣電阻大,在電子束掃描下,樣品表面逐漸積累負電荷,排斥入射電子,二次電子發射不穩定,並隨機偏轉二次電子,造成圖像晃動、亮度突變、出現無規則的明暗條紋,也就是所謂的 “荷電效應 ”。

2、通常在樣品表面鍍一層導電膜可以提高樣品的導電性,表面的負電荷通過導電膜釋放入地,消除荷電。電荷釋放的前提是膜層必須與金屬樣品臺相連接,形成導電通道,此外連續的導電膜也可以提高樣品的導熱性,減小熱損傷。目前常用的鍍膜技術爲真空蒸發和離子濺射。

3、常用的鍍膜材料有C、 Al、 Cr、 Au-. Pt、 Au-Pd合金。金膜二次電子產率高、覆蓋性好、鍍膜容易,是最常用的材料,但顆粒較大,適用於中低範圍的分辨率、兩萬倍以下的圖像。Pt和Au-Pd合金膜的顆粒要細得多,適用於高分辨率圖像。 使用場發射電鏡對膜層要求更高,至少要在20萬倍下膜層不能顯現結構,高真空鍍Cr可以滿足要求o C膜均勻性好,導電導熱效率高,又是最經濟的材料,只是二次電子產率低,不適合高倍圖像。

1、非導電樣品絕緣電阻大,在電子束掃描下,樣品表面逐漸積累負電荷,排斥入射電子,二次電子發射不穩定,並隨機偏轉二次電子,造成圖像晃動、亮度突變、出現無規則的明暗條紋,也就是所謂的 “荷電效應 ”。

2、通常在樣品表面鍍一層導電膜可以提高樣品的導電性,表面的負電荷通過導電膜釋放入地,消除荷電。電荷釋放的前提是膜層必須與金屬樣品臺相連接,形成導電通道,此外連續的導電膜也可以提高樣品的導熱性,減小熱損傷。目前常用的鍍膜技術爲真空蒸發和離子濺射。

3、常用的鍍膜材料有C、 Al、 Cr、 Au-. Pt、 Au-Pd合金。金膜二次電子產率高、覆蓋性好、鍍膜容易,是最常用的材料,但顆粒較大,適用於中低範圍的分辨率、兩萬倍以下的圖像。Pt和Au-Pd合金膜的顆粒要細得多,適用於高分辨率圖像。 使用場發射電鏡對膜層要求更高,至少要在20萬倍下膜層不能顯現結構,高真空鍍Cr可以滿足要求o C膜均勻性好,導電導熱效率高,又是最經濟的材料,只是二次電子產率低,不適合高倍圖像。

1、非導電樣品絕緣電阻大,在電子束掃描下,樣品表面逐漸積累負電荷,排斥入射電子,二次電子發射不穩定,並隨機偏轉二次電子,造成圖像晃動、亮度突變、出現無規則的明暗條紋,也就是所謂的 “荷電效應 ”。

2、通常在樣品表面鍍一層導電膜可以提高樣品的導電性,表面的負電荷通過導電膜釋放入地,消除荷電。電荷釋放的前提是膜層必須與金屬樣品臺相連接,形成導電通道,此外連續的導電膜也可以提高樣品的導熱性,減小熱損傷。目前常用的鍍膜技術爲真空蒸發和離子濺射。

3、常用的鍍膜材料有C、 Al、 Cr、 Au-. Pt、 Au-Pd合金。金膜二次電子產率高、覆蓋性好、鍍膜容易,是最常用的材料,但顆粒較大,適用於中低範圍的分辨率、兩萬倍以下的圖像。Pt和Au-Pd合金膜的顆粒要細得多,適用於高分辨率圖像。 使用場發射電鏡對膜層要求更高,至少要在20萬倍下膜層不能顯現結構,高真空鍍Cr可以滿足要求o C膜均勻性好,導電導熱效率高,又是最經濟的材料,只是二次電子產率低,不適合高倍圖像。

掃描電鏡樣品臺是塑料的行嗎

掃描電鏡樣品臺是塑料的不行。根據查詢相關資料信息,掃描電鏡中的掃描透射成像裝置,其特徵在於,所述固定座的材質爲塑料,所述樣品臺和所述支撐框的材質爲鋁合金。

掃描電鏡強弱與材料什麼物理量有關

1、二次電子探測器:材料元素原子序數越大,激發出的信號越少,信號強度越低,表現出電鏡圖像越暗

2、背散射電子探測器:材料元素原子序數越大,激發出的信號強度越高,表現出電鏡圖像越亮

3、能譜儀:材料不同元素激發出特徵X射線,收集時間越長,累積的強度越大

掃描電鏡主要用於觀察什麼

觀察納米材料

所謂納米材料就是指組成材料的顆粒或微晶尺寸在0.1-100nm範圍內,在保 掃描電鏡持表面潔淨的條件下加壓成型而得到的固體材料。納米材料具有許多與晶體、非晶態不同的、獨特的物理化學性質。納米材料有着廣闊的發展前景,將成爲未來材料研究的重點方向。掃描電鏡的一個重要特點就是具有很高的分辨率。現已廣泛用於觀察納米材料。

材料斷口的分析

掃描電鏡的另一個重要特點是景深大,圖象富立體感。掃描電鏡的焦深比透射電子顯微鏡大10倍,比光學顯微鏡大幾百倍。由於圖象景深大,故所得掃描電子象富有立體感,具有三維形態,能夠提供比其他顯微鏡多得多的信息,這個特點對使用者很有價值。掃描電鏡所顯示的斷口形貌從深層次,高景深的角度呈現材料斷裂的本質,在教學、科研和生產中,有不可替代的作用,在材料斷裂原因的分析、事故原因的分析以及工藝合理性的判定等方面是一個強有力的手段。

直接觀察原始表面

它能夠直接觀察直徑100mm,高50mm,或更大尺寸的試樣,對試樣的形狀沒有任何,粗糙表面也能觀察,這便免除了製備樣品的麻煩,而且能真實觀察試樣本身物質成分不同的襯度(背反射電子象)。

觀察厚試樣

其在觀察厚試樣時,能得到高的分辨率和最真實的形貌。掃描電子顯微的分辨率介於光學顯微鏡和透射電子顯微鏡之間,但在對厚塊試樣的觀察進行比較時,因爲在透射電子顯微鏡中還要採用復膜方法,而復膜的分辨率通常只能達到10nm,且觀察的不是試樣本身。因此,用掃描電鏡觀察厚塊試樣更有利,更能得到真實的試樣表面資料。

觀察各個區域的細節

試樣在樣品室中可動的範圍非常大,其他方式顯微鏡的工作距離通常只有2-3cm,故實際上只許可試樣在兩度空間內運動,但在掃描電鏡中則不同。由於工作距離大(可大於20mm)。焦深大(比透射電子顯微鏡大10倍)。樣品室的空間也大。因此,可以讓試樣在三度空間內有6個自由度運動(即三度空間平移、三度空間旋轉)。且可動範圍大,這對觀察不規則形狀試樣的各個區域帶來極大的方便。

大視場低放大倍數觀察

用掃描電鏡觀察試樣的視場大。在掃描電鏡中,能同時觀察試樣的視場範圍F由下式來確定:F=L/M式中 F——視場範圍;M——觀察時的放大倍數;L——顯像管的熒光屏尺寸。若掃描電鏡採用30cm(12英寸)的顯像管,放大倍數15倍時,其視場範圍可達20mm,大視場、低倍數觀察樣品的形貌對有些領域是很必要的,如刑事偵察和考古。

從高到低倍的連續觀察

放大倍數的可變範圍很寬,且不用經常對焦。掃描電鏡的放大倍數範圍很寬(從5到20萬倍連續可調),且一次聚焦好後即可從高倍到低倍、從低倍到高倍連續觀察,不用重新聚焦,這對進行事故分析特別方便。

觀察生物試樣

因電子照射而發生試樣的損傷和污染程度很小。同其他方式的電子顯微鏡比較,因爲觀察時所用的電子探針電流小(一般約爲10-10 -10-12A)電子探針的束斑尺寸小(通常是5nm到幾十納米),電子探針的能量也比較小(加速電壓可以小到2kV)。而且不是固定一點照射試樣,而是以光柵狀掃描方式照射試樣。因此,由於電子照射面發生試樣的損傷和污染程度很小,這一點對觀察一些生物試樣特別重要。

進行動態觀察

在掃描電鏡中,成象的信息主要是電子信息,根據近代的電子工業技術水平,即使高速變化的電子信息,也能毫不困難的及時接收、處理和儲存,故可進行一些動態過程的觀察,如果在樣品室內裝有加熱、冷卻、彎曲、拉伸和離子刻蝕等附件,則可以通過電視裝置,觀察相變、斷裂等動態的變化過程。

從形貌獲得資料

在掃描電鏡中,不僅可以利用入射電子和試樣相互作用產生各種信息來成象,而且可以通過信號處理方法,獲得多種圖象的特殊顯示方法,還可以從試樣的表面形貌獲得多方面資料。因爲掃描電子象不是同時記錄的,它是分解爲近百萬個逐次依此記錄構成的。因而使得掃描電鏡除了觀察表面形貌外還能進行成分和元素的分析,以及通過電子通道花樣進行結晶學分析,選區尺寸可以從10μm到3μm。

由於掃描電鏡具有上述特點和功能,所以越來越受到科研人員的重視,用途日益廣泛。現在掃描電鏡已廣泛用於材料科學(金屬材料、非金屬材料、納米材料)、冶金、生物學、醫學、半導體材料與器件、地質勘探、病蟲害的防治、災害(火災、失效分析)鑑定、刑事偵察、寶石鑑定、工業生產中的產品質量鑑定及生產工藝控制等。

在材料的分析方法中透射電鏡和掃描電鏡有什麼區別

掃描電鏡主要是看樣品的表面形貌,最好是微米級的,效果比較好尤其是有色院做的比較好,可以放大三十萬倍,但是納米級的粉體最好不用掃描電鏡,應該選擇透射電鏡,同時還可以做電子衍射高分辨率投射等,分析樣品的晶面與晶格。

掃描電鏡可以照金剛石材料嗎?

可以。噴金或噴碳(如果沒特殊要求)。如果樣品還要做其他用途,導致不能噴金或碳,由於金剛石的導電性不夠好,可以選擇在較低電壓下觀察,否則電子束聚集將很嚴重(把樣品燒黑)。

掃描電鏡觀察的鋰離子電池材料圖片,求解釋最下面一行各字母和數字的含義

SE 指這是二次電子檢測器成的像(二次電子像)

WD 5.3mm 指工作距離爲5.3mm (樣品表面到物鏡的距離大約5.3mm)

x1.0k 指這時的標稱放大倍數爲1千倍

50um 是指標尺長度爲50um,即每一小格爲5um

對於塊狀的非導體材料進行掃描電鏡觀測時,爲什麼要先在材料表面鍍一層導電膜,要詳細點

導電性能差的樣品用掃描電鏡觀察時,當入射電子束打到樣品上,會在樣品表面產生電荷的積累,形成充電和放電效應,影響對圖象的觀察和拍照記錄。因此在觀察之前要進行導電處理,使樣品表面導電。常用的導電方法有以下幾種:

(一) 金屬鍍膜法

金屬鍍膜法是採用特殊裝置將電阻率小的金屬,如金、鉑、鈀等蒸發後覆蓋在樣品表面的方法。樣品鍍以金屬膜後,不僅可以防止充電、放電效應,還可以減少電子束對樣品的損傷作用,增加二次電子的產生率,獲得良好的圖象。

(二) 組織導電法

用金屬鍍膜法使樣品表面導電,需要特殊的設備,操作比較複雜,同時對樣品有一定程度的損傷。爲了克服這些不足,有人採用組織導電法(又稱導電染色法),即利用某些金屬 溶液對生物樣品中的蛋白質?脂類和醣類等成分的結合作用,使樣品表面離子化或產生導電性能好的金屬鹽類化合物,從而提高樣品耐受電子束轟擊的能力和導電率。

掃描電子顯微鏡分辨率

掃描電鏡是高能電子散射固體材料,可獲得許多特徵信號!

微觀成像是掃描電鏡基本功能,要求高分辨,So可爲其他特徵信號分析提供精確導航!

SEM一般標配SE探測器,用SE信號獲得高分辨像,且SE信號可以充分代表掃描電鏡電子光學性能。

Why SE not other?

比靠斯:在電子束樣品作用區,可能只有SE取樣面積與電子束斑尺寸最接近,且對其尺寸敏感! 敏感到啥程度? 例如樣品是黃金,SE1的取樣面積和束斑面積相同。

BSE也是常用成像信號,但對於黃金樣品,電子探針束斑直徑1nm 或 2nm,其空間分辨率沒有差別。其信號取樣範圍直徑和電子穿透深度相近,大多情況,其分辨率和加速電壓相關較多。

總結:提到掃描電鏡分辨率,大概就是在說這臺電鏡的性能,用SE成像分辨率是最爲精確的表達,主要影響因素爲末級電子探針束斑直徑和樣品材質。

如何利用SEM掃描電鏡法分析玻纖增強尼龍這種複合材料的玻璃纖維增強效果

從玻璃纖維的表面潔淨程度判斷玻纖與莖體高分子之間的粘結性好壞,玻纖表面比較潔淨說明粘結性較差,玻纖與高分子有較多的粘接因而力學性能比較好。從SEM圖中可以觀察到粘結性的多少!

掃描電鏡對吸波材料的應用

關於掃描電鏡對吸波材料的應用相關資料如下

掃描電鏡主要用於樣品微區形貌、結構及成分的觀察和分析。具有高的分辨率 、良好的景深以及簡易的操作等優點,使其在材料學 、物理學、化學、生物學、考古學、地礦學以及微電子工業等領域有廣泛的應用。

其中,在材料學領域的應用就有如下多種:1、納米材料 

掃描電鏡可直接觀察納米材料的結構,顆粒尺寸 、分佈 、均勻度及團聚情況 ,結合能譜還能對納米材料的微區成分進行分析,確定納米材料的組成。納米材料的性質與其組成和表面形貌有很大的關係,利用掃描電鏡分析納米材料,可建立起納米材料種類、微觀形貌與宏觀性質之間的聯繫,對於改進合成條件,製備出具有優異性能的納米 材料有很重要的指導意義。

2、高分子材料 

掃描電鏡可直接觀察高分子材料(如均聚物、共聚物及共混物)的粒、塊、纖維、膜片及其製品的微觀形貌,粉體顆粒及纖維等增強材料在母體中的分散情況。掃描電鏡還能觀察高分子材料在老化、疲勞、拉伸及扭轉等情形下斷口斷裂和擴散的情況,爲分析斷裂的起因,斷裂方式及機理提供幫助 。

3、金屬材料

1)掃描電鏡可對金屬材料的微觀組織(如馬氏體,奧氏體,珠光體,鐵素體等)進行顯微結構及立體形態的分析。

2)掃描電鏡可對金屬材料表面的磨損、腐蝕以及形變(如多晶位錯和滑移等)進行分析;對金屬材料斷口形貌進行觀察,揭示斷裂機理(解理斷裂,準解理斷裂,韌窩斷裂,沿晶斷裂,疲勞斷裂);對鋼鐵產品質量和缺陷分析(如氣泡,顯微裂紋及顯微縮孔)。3)掃描電鏡結合能譜可以測定金屬及合金中各種元素的偏析,對金屬間化合物相、碳化物相、氮化物相及鈮化物相等進行觀察和成分鑑定;對鋼鐵組織中晶界處夾雜物或第二相觀察以及成分鑑定;對零部件的失效分析(如畸變失效,斷裂失效,磨損失效和腐蝕失效)以及失效件表面的析出物和腐蝕產物的鑑別 。此外,對於拋光後的金屬樣品,掃描電鏡結合EBSD可進一步對晶體結構進行解析。

4、陶瓷材料

掃描電鏡可對陶瓷材料的原料,成品的顯微結構及缺陷等進行分析,觀察陶瓷材料中的晶相,晶體大小,雜質,氣孔及孔隙分佈情況,晶粒的取向以及晶粒的均勻度等情況。

5、生物材料

掃描電鏡可用於觀察生物活性鈦材料和生物陶瓷材料以及這些材料經過特殊處理後的表面形貌以及羥基磷灰石或細胞在這些材料表面的生長情況。此外,掃描電鏡還能用於觀察水凝膠的孔洞結構,膠原的纖維結構,人工骨的孔分佈情況以及磁性生物顯影材料的尺度及包覆情況等,爲改善合成工藝,製備性能優異的生物材料提供了依據。

標籤:掃描電鏡