Metallográfiai és elektronmikroszkópos variációk
A pásztázó elektronmikroszkópia alapelvei
A pásztázó elektronmikroszkóp (SEM), rövidítve SEM, összetett rendszer; sűríti az elektronoptikai technológiát, a vákuumtechnikát, a finommechanikai szerkezetet és a modern számítógépes vezérléstechnikát. A pásztázó elektronmikroszkóp az elektronágyú által kibocsátott elektronokat egy többlépcsős elektromágneses lencsén keresztül, gyorsított nagyfeszültség hatására finom elektronsugárba gyűjti össze. Vizsgálja meg a minta felületét a különböző információk stimulálásához, és elemezze a minta felületét az információ fogadásával, felerősítésével és megjelenítésével. A beeső elektronok kölcsönhatása a mintával az 1. ábrán látható információtípusokat eredményezi. Ezen információk kétdimenziós intenzitáseloszlása a minta felületének jellemzőivel változik (ezek a jellemzők a felület morfológiája, összetétele, kristály orientációja, elektromágneses tulajdonságai stb.), és a különböző detektorok által gyűjtött információkat szekvenciálisan és arányosan konvertálják. A videojelet egy szinkronban letapogatott képcsőbe küldik, és annak fényerejét modulálják, hogy a minta felületi állapotát tükröző pásztázási képet kapjanak. Ha a detektor által vett jelet digitalizáljuk és digitális jellé alakítjuk, akkor azt számítógéppel tovább tudjuk feldolgozni és tárolni. A pásztázó elektronmikroszkóp elsősorban vastag, nagy magasságkülönbséggel és érdességgel rendelkező minták megfigyelésére szolgál, így a tervezés során kiemelten szerepel a mélységélesség hatás, illetve általában a mesterségesen meg nem dolgozott törések, természetes felületek elemzésére szolgál.
Elektronmikroszkóp és metallográfiai mikroszkóp
1. Különböző fényforrások: a metallográfiai mikroszkópok látható fényt használnak fényforrásként, a pásztázó elektronmikroszkópok pedig elektronsugarat használnak fényforrásként a képalkotáshoz.
2. Az elv más: a metallográfiai mikroszkóp a geometriai optikai képalkotás elvét használja a képalkotáshoz, a pásztázó elektronmikroszkóp pedig nagy energiájú elektronsugarak segítségével bombázza a minta felületét, hogy a minta felületén különböző fizikai jeleket stimuláljon, majd különböző jeldetektorok fizikai jelek fogadására és képi információvá alakítására.
3. A felbontás eltérő: a fény interferencia és diffrakciója miatt a metallográfiai mikroszkóp felbontása csak 0.2-0.5um-ra korlátozható. Mivel a pásztázó elektronmikroszkóp elektronsugarat használ fényforrásként, felbontása 1-3 nm közé eshet. Ezért a metallográfiai mikroszkópos szövetmegfigyelés a mikronméretű analízishez, a pásztázó elektronmikroszkópos szövetmegfigyelés pedig a nanoméretű analízishez tartozik.
4. A mélységélesség eltérő: egy általános metallográfiai mikroszkóp mélységélessége 2-3um között van, így rendkívül magas követelményeket támaszt a minta felületének simaságával szemben, így a minta előkészítési folyamata viszonylag bonyolult. A pásztázó elektronmikroszkóp nagy mélységélességgel, nagy látómezővel és háromdimenziós képalkotással rendelkezik, amellyel közvetlenül megfigyelhető a különböző minták egyenetlen felületének finom szerkezete.
