ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лабораторные работы из "Материаловедение " Использование электронных лучей, обладающих малой длиной волны, позволяет заметно увеличить разрешающую способность оптической системы. [c.72] Длина волны электронов обратно пропорциональна их импульсу, т. е. [c.72] В электронном микроскопе удается достигнуть разрешающей способности системы в 100 ООО раз больше. Однако в действительности вследствие ряда явлений, сопутствующих прохождению потока электронов, — сферической и хроматической аберрации и т. д. максимальная разрешающая способность электронного микроскопа оказывается лишь в 100—200 раз больше оптического. Таким образом, максимальное увеличение электронного микроскопа достигает 100 000—200 000 раз. [c.72] Устройство электронного микроскопа. Внешний вид электронного микроскопа представлен на рис. 40, а принципиальная схема — на рис. 41. [c.72] Наиболее распространен просвечивающий микроскоп, так как в отражательных электронных микроскопах при отражении электронных лучей от поверхности непрозрачного объекта, например металла, возникает значительная хроматическая аберрация и другие явления, приводящие к резкому снижению разрешающей способности микроскопа и, следовательно, к потере этого основного преимущества электронного микроскопа. [c.75] Имеется несколько типов просвечивающих микроскопов. [c.75] Электронный микроскоп ЭМВ-ЮОЛ имеет ускоряющее напряжение до 100 кВ, электронное увеличение до 400 ООО раз и разрешающую способность не менее 3 А. [c.75] Наблюдение структуры на просвет в этом микроскопе может быть в светлом и темном поле. Кроме того, с помощью специального устройства ПРОН-3 можно рассматривать изменения структуры металлических и других пленок — объектов при растяжении (максимальное удлинение 75 мкм) и в процессе нагрева до 1000° С. Для использования этого устройства полюсный наконечник в объективной линзе заменяют на наконечник с увеличенным отверстием и блок питания подключают к сети и выводам объективной линзы. Однако в итоге разрешающее расстояние заметно возрастает до 20 А при использовании устройства для растяжения и до 30 А при использовании устройства для нагрева. [c.75] В этом же микроскопе можно методом микродифракции определять кристаллическую структуру частиц присутствующих фаз, если их размер не менее 2—3 мкм. [c.75] Микроскоп ЕМ-200А (Япония) характеризуется разрешающей способностью 3,4 А и увеличением до 200 ООО раз (ускоряющее напряжение до 200 кВ), а микроскоп ЕМ-ШОВ — разрешающей способностью 2 А и увеличением до 500 ООО раз. [c.76] Использование просвечивающего микроскопа требует приготовления специальных объектов—тонких металлических пленок 100— 2000 А или реплик (слепков) с поверхности металлического шлифа, так как только они прозрачны для электронов. В настоящее время применяют слепки из различных материалов, обычно столь малой толщины, что прохождение электронов не вызывает собственной структуры этих материалов. Слепок имеет в разных участках различную толщину и поэтому неодинаково рассеивает проходящий поток электронов (рис. 42). [c.76] Однако общее количество рассеянных электронов, проходящих через разные участки объекта, в общем одинаково, и если объективная линза соберет и сфокусирует все электроны, то никакой контрастности изображения не будет. [c.76] Для создания контрастности изображения в объективной линзе имеется апертурная диафрагма в виде маленькой металлической пластинки с весьма малым отверстием в центре (диаметр —0,003 мм, как показано на рис. 42). Диафрагма отделяет электроны, претерпевшие наибольшее рассеяние, т. е. прошедшие через наиболее утолщенные или плотные участки объекта (слепка). Через объективную линзу от разных участков изучаемого предмета будет проходить разное число электронов соответственно эффекту рассеяния (т. е. меньшее количество от более толстых или более плотных участков и большее от тонких и менее плотных). Поэтому появится контрастность изображения и создаваемое объективной линзой промежуточное изображение будет отображать строение предмета. [c.76] Для наблюдения промежуточного изображения имеется специальный флуоресцирующий экран. Изображение на экране рассматривают через специальные окна, расположенные в корпусе микроскопа. [c.77] В центре флуоресцирующего экрана имеется отверстие, через которое часть электронных лучей попадает в проекционную линзу линза создает второе увеличенное (окончательное) изображение, получающееся также на флуоресцирующем экране. [c.77] Изображение может быть рассмотрено с помощью оптического микроскопа, установленного против экрана. Если изображение необходимо зафиксировать, его фотографируют, отводя экран в сторону тогда поток электронов поступает на фотопластинку, после проявления и фиксирования которой получается изображение, соответствующее строению изучавшегося предмета. [c.77] Несколько иначе, чем при исследовании реплик, создается изображение в случае металлических пленок. Точнее говоря, речь идет об иных закономерностях прохождения электронных волн через вещество. При прохождении электронных волн через тонкие пленки возникает фазовый контраст как результат изменения фазы этих волн благодаря смещению атомов из нормальных положений в решетке в местах расположения дефектов строения (дислокации, дефекты упаковки и др.). [c.77] Работа с электронным микроскопом сложнее, чем с оптическим параметры электрической цепи, определяющие оптику микроскопа, должны выдерживаться строго постоянными, что контролируется электроизмерительными приборами. Обычно исследования с помощью электронного микроскопа проводят следующим образом. В специальную камеру устанавливают объект и затем, проверив герметичность сочленения всех элементов микроскопа, включают вакуумные насосы и по достижении необходимого разрежения включают накал вольфрамовой спирали электронной пушки. После этого подают высокое напряжение, создающее электрическое поле для повышения скорости электронов, затем подмагничиваюш ий ток, питающий электромагнитные линзы, и, постепенно передвигая изучаемый предмет, рассматривают его участки, наиболее интересующие наблюдателя, и, если необходимо, фотографируют. В микроскопах многих конструкций можно изолировать камеру объекта и фотокамеру от остальной части микроскопа и наполнить воздухом только эту часть микроскопа, а затем заменить предмет исследования и фотопластинку. В микроскопах других конструкций заполняется воздухом вся система это менее удобно, так как требуется большая затрата времени на последующую откачку воздуха. [c.78] Вернуться к основной статье