Обычный просвечивающий электронный микроскоп

Обычный просвечивающий электронный микроскоп [c.287]

В обычном просвечивающем электронном микроскопе, в котором используются электромагнитные линзы, электронная пушка дает пучок электронов с энергией приблизительно от 20 кэВ до нескольких мегаэлектронвольт. Наиболее часто используется напряжение в 100 кэВ. Обычно освещение образца регулируется с помощью двух конденсорных линз. Эффективный размер источника порядка нескольких микрометров. Расходимость пучка на образце можно уменьшить вплоть до 10 рад, однако для освещения большой интенсивности, которое необходимо для больших увеличений, расходимость может достигать 10" рад, особенно если образец вводится в поле объективной линзы так, что переднее поле объектива действует как короткофокусный конденсор. [c.287]

Металлографическим исследованием разрушенного диска установлено, что микроструктура диска представляет собой сорбит отпуска как игольчатой ориентации, так и бесструктурной, т.е. имеет структуру, обычную для исходного состояния диска. При электронно-микроскопическом исследовании выявлена начальная стадия процессов возврата и рекристаллизации с появлением зародышей рекристаллизации, образовавшихся в результате коалесценции субзерен внутри бейнитных пластин и миграции субграниц. Таким образом, наблюдение структуры стали в просвечивающий электронный микроскоп показывает, что в металле протекали процессы, характерные для высокотемпературной ползучести. [c.46]

Объекты исследования в Э. м.— обычно твёрдые тела. В просвечивающих электронных микроскопах (ПЭМ), в к-рых электроды с энергиями от I кэВ до 5 МэВ про кадят сквозь объект, изучаются образцы в виде тонких плёнок, фольги (рис, 1), срезов и т. п. толщиной от 1 нм до 10 мкм [c.549]

Методы приготовления тонких фольг. Применение реплик тем не менее имеет существенные ограничения, и для многих целей предпочтение отдают прямой просвечивающей электронной микроскопии тонких металлических фольг. Тонкие фольги могут быть приготовлены осаждением, растворением или деформацией обычно они имеют толщину 100— 2000 А. Обзор этих методов приготовления фольг приведен в работе Келли и Нат-тинга [54]. [c.382]

Для электронно-фрактографических исследований наиболее широко используется интервал увеличений от 2000 до 15 000. Увеличения от 2000 до 5000 обычно применяют при обзорном анализе поверхности излома, большие увеличения — при более тонком исследовании. Изучение строения изломов в просвечивающем электронном микроскопе осуществляется с помощью реплик с поверхностей изломов, которые готовят в основном по той же методике, что и для обычных металлографических исследований. Используют два различных способа снятия реплик одноступенчатый способ приготовления угольных или оксидных реплик непосредственно с поверхности излома, при этом для отделения реплики излом нарушают двухступенчатый способ получения угольных реплик с промежуточных пластиковых, при этом поверхность излома не нарушается. [c.350]

В заключение отметим некоторые особенности электронных микроскопов. Основную часть выпуска промышленных образцов микроскопов составляют просвечивающие электронные микроскопы. Здесь есть конструкции как с одной промежуточной линзой, так и с двумя линзами. Обычно ускоряющая разность потенциалов равна 50—100 кВ, однако разрабатываются микроскопы, в которых ускоряющее напряжение достигает единиц мегавольт. Характерными для современных электронных микроскопов являются большой диапазон увеличений (220 —500 000><), наличие высококачественной системы регистрации, высокая стабильность блоков питания объективной и других линз, многокаскадная вакуумная система, разнообразие конструкций держателей образцов. Высокого совершенства достигли растровые электронные микроскопы (диаметр электронного пучка в них 5—10 нм). [c.294]

Для изучения структуры металлов наибольшее распространение получили просвечивающие электронные микроскопы, при помощи которых исследуется не непосредственно поверхность металла, а слепо , полученный с этой поверхности (микрошлифа). Изготовление прозрачных для электронов тонких слепков — отпечатков, воспроизводящих структуру (обычно рельеф) поверхности микрошлифа, является делом несравненно более трудным, чем изготовление микрошлифов. Материалом для искусственных слепков могут служить органические (пластмассы, коллодий) и неорганические вещества (кварц и др.). Более высокими качествами обладают кварцевые слепки. Для искусственных слепков полезное увеличение современных электронных микроскопов обычно не превышает 20000 -30 ООО. [c.56]

Вычисления положения фронта плавления как функции времени для кремния, облучаемого в течение 60 не импульсом рубинового лазера с плотностью энергии 1,5 Дж/см , показаны на рис. 5.3, из которого видно, что фронт плавления достигает максимальной глубины 0,95 мкм в момент времени, чуть больший длительности импульса. После этого фронт плавления движется назад к поверхности, эпитаксиально рекристаллизуя материал. В жидкой фазе атомы примеси обладают очень высоким коэффициентом диффузии и поэтому имплантированные профили могут заметно измениться. Дпя бора в кремнии экспериментальные данные можно объяснить, если использовать коэффициент диффузии в жидкой фазе, равный (2,4 0,7) X X Ю см /с [5.8], и время диффузии 180 не. Эти параметры обеспечивают совпадение расчетных данных с экспериментальными (рис. 5.4) и однозначно подтверждают вывод о том, что расплывание имплантированных профилей во время импульсного лазерного отжига обусловлено обычным процессом диффузии в расплавленном состоянии. Холловские измерения и просвечивающая электронная микроскопия имплантированного материала, отожженного таким способом, показывают 100 %-ную электрическую активность примесей и отсутствие дефектов, по крайней мере при разрешении до [c.164]

Необходимость использования реплик в электронных микроскопах просвечивающего типа, с одной стороны, является затруднением, главным образом при снятии реплик с сильно шероховатых изломов. Реплики, полученные с поверхностей изломов, могут иметь большее количество дефектов, чем при обычных металлографических исследованиях, и давать так называемые лол<ные структуры, в ряде случаев напоминающие некоторые фрактографические рисунки [78], что необходимо иметь в виду. С другой стороны, метод реплик, несомненно, обладает рядом преимуществ, главное из которых — возможность применения оттенения для увеличения контрастности и рельеф- [c.188]

Раньше вид разрушения определяли визуально, невооруженным глазом или при малых увеличениях, теперь он определяется при помощи просвечивающего или сканирующего электронного микроскопа обычно при увеличениях 3000-5000. На рис. 15/г,б показаны типичные виды изломов (снятые на сканирующем микроскопе при увеличении 1000), характерные для вязкого ямочного разрушения. [c.25]

Несмотря на недостатки электронного микроскопа, возможность изучения структуры металла при увеличении в 10—20 раз превышающем увеличение оптического микроскопа, обеспечивает электронному микроскопу все большее и большее распространение при научных исследованиях. Самым совершенным из существующих сейчас электронных просвечивающих микроскопов является универсальный микроскоп УЭМ-100. Он дает возможность исследовать объекты не только на просвет, но и на отражение и имеет электронно-оптическое увеличение до 25 000. Обычно операции при работе с электронным микроскопом производятся в следующей последова. тельности [c.56]

Хотя иногда для исследования металлических поверхностей применяют метод съемки на отражение, обычно микроскопы используются как просвечивающие приборы с конденсором, объективом и проектором, аналогичными используемым в биологическом микроскопе (фиг. 14). Как следствие в методику проведения эксперимента обычно входят способы приготовления тонких образцов или реплик подходящей для электронов прозрачности. [c.377]

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]

Применение просвечивающего микроскопа в биологии, медицине и некоторых других областях не встречает значительных трудностей, поскольку объекты прозрачны для электронов. Однако использование просвечивающего микроскопа в металловедении требует приготовления специальных объектов—тонких металлических пленок [10—200 нм (100—2000 А)] или реплик (слепков) с поверхности металлического шлифа, так как только они прозрачны для электронов. В настоящее время чаще применяют слепки из различных материалов, обычно столь малой толщины, что прохождение электронов не выявляет собственной [c.101]

На рис. 2.1, 2.2 показаны типичные структуры консолидированных наноматериалов. Эти снимки получены с помощью высокоразрешающих и обычных просвечивающих электронных микроскопов (ПЭМ) (рис. 2.1, а, д—з рис. 2.2), высокоразрешающего сканирующего электронного микроскопа (рис. 2.1, 5, д) и атомносилового микроскопа (рис. 2.1, г) с увеличением в 20 000—3 500 000 раз (см. прил. 4 — 6). Столбчатая и пластинчатая структуры пленок представлены на рис. 2.1, в—д однофазные структуры — на рис. 2.1, а—г, ж многофазные — на рис. 2Л,д, е, з рис. 2.2. [c.14]

Кроме обычного просвечивающего электронного микроскопа с фиксированным пучком электронов для получения в основном таких же данных используется также сканирующий просвечивающий электронный микроскоп (СПЭМ). Принцип его действия показан на фиг. 13.2. Здесь короткофокусную линзу типа объективной используют для получения электронно-лучевого зонда малого [c.289]

В сканирующей электронной микроскопии часто бывает удобным использовать широкоугловой детектор для отбора значительной части рассеянного излучения. На основе принципа взаимности (см. [93—96])2 можно показать, что это эквивалентно использованию очень большого угла падения в обычной просвечивающей электронной микроскопии. Контраст изображения в этом случае дается усреднением по большому интервалу направлений падающего пучка. Этот эффект сильно понижает контраст полос от дефектов упаковки. Общий контраст изображения дислокаций несколько понижается, осциллирующая компонента стремится исчезнуть и изображение дислокации стремится стать однородно темным (на позитиве светлопольного изображения) [29]. [c.407]

Просвечивающая электронная микроскопия может дать много информации о структуре покрытий и основного металла. Современные приборы позволяют получать изображения структур с увеличением до 200 000 крат и при этом проводить дифракционный анализ на выбранных участках. В просвечивающем электронном микроскопе изображение формируется фокусировкой дифрагированного потока электронов после прохождения его через образец. Используются очень тонкие объекты, причем толщина выбирается в зависимости от природы исс.ледуемого материала и используемого в микроскопе ускоряющего напряжения. В практической электронной микроскопии при нaпpянieнии 100 кВ толщина образцов обычно составляет 10 —10" мм. Разрешение (рабочее) отечественных микроско- [c.160]

В чистых металлах ИПД кручением обычно приводит к формированию равноосной структуры, средний размер зерен в которой составляет около 100 нм, а РКУ-прессование обеспечивает размер зерен, равный 200-300 нм. На рис. 1.7а, б показаны типичные микроструктуры Си, подвергнутой ИПД кручением, наблюдаемые в просвечивающем электронном микроскопе в светлопольном и темнопольном изображениях, вместе с соответствующей дифракционной картиной [8]. Видно, что интенсивная деформация приводит к формированию в Си однородной ультрамелкозерни-стой структуры уже при комнатной температуре. Многочисленные рефлексы на электронограмме, расположенные вдоль окружностей, указывают на большеугловые разориентировки соседних зерен. Присутствие преимущественно большеугловых границ в структуре металлов после интенсивной деформации было подтверждено также прямыми измерениями разориентировок индивидуальных границ зерен [56], и это является важной особенностью материалов, подвергнутых ИПД [3,8,13,38]. [c.19]

Отметим, что близкие результаты, указывающие на значительные упругие деформации в приграничных областях, были получены недавно в работе [119], где наблюдали и измеряли методом просвечивающей электронной микроскопии кривизну кристаллической решетки вблизи границ зерен, а также переменную разори-ентацию вдоль индивидуальных границ в Ni, подвергнутом ИПД. В этой работе, используя изгибные контуры экстинкции, исследовали структурную кривизну решетки, которая является кривизной кристаллографических плоскостей, параллельных волновому вектору, в отличие от обычной изгибной кривизны, относящейся к плоскостям, перпендикулярным волновому вектору. Вследствие этого структурная кривизна отражает реальную структуру объемных образцов, поскольку плоскости, параллельные волновому вектору, практически не меняют свою кривизну при возможном изгибе фольги при ее приготовлении. [c.65]

Не следует также забывать, что с помощью просвечивающей электронной микроскопии обычно измеряется усредненный размер зерен в плоскости, совпадающей с поверхностью образца. Рент-геноструктурныГ. анализ дает усредненный по поверхности или объему размер зерен-кристаллитов, измеренный в направлении, перпендикулярном поверхности образца. Рентгеноструктурный анализ дает усредненный по поверхности или объему размер зерен-кристаллитов, измеренный в направлении, перпендикулярном поверхности образца. [c.72]

Типичные результаты исследовагай термически- и лазерно-отожженных образцов методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) показаны на рис. 5.10. Термически отожженный образец (рис. 5.10, а) дает картину монокристаллической дифракции и обычный набор дефектов диаметром примерно 200 А, представляющих собой кластеры и дислокационные петли. В образце, отожженном лазером и показанном на рис. 5.10, б, в целом отсзо-ствуют дефекты, наблюдаемые методом ПЭМ, за исключением области вблизи границы между кристаллическим и аморфным слоями. Следует подчеркнуть также, что и в областях перекрытия соседних линий сканирования нет дефектов, которые можно обнаружить с помощью ПЭМ. [c.171]

Как известно [1 2], оптическая схема электронного микроскопа просвечивающего типа аналогична схеме обычного светового микроскопа (фиг. 1,а) конденсорная линза освещает узким пучком электронов объект, изображение которого с помощью двух электронных линз — объективной и проекционной — в увеличенном масщтабе переносится на конечный экран. Проходя через объект, расположенный вблизи апертурной диафрагмы объективной линзы, электроны взаимодействуют с атомалш объекта и отклоняются от первоначального направления падения пучка, т. е. рассеиваются , При этом у части электронов скорость меняется только по направлению, не меняясь по величине, что соответствует упругому рассеиванию. Скорость другой части электронов меняется и по направлению, и по величине, при этом часть энергии электронов затрачивается на возбуждение и ионизацию атомных электронов в объекте. Вследствие этого электроны, пройдя через объект, после рассеяния в нем имеют вид расходящегося пучка. При этом электроны, рассеянные на угол, больший апертурного угла объективно линзы, определяемого диаметром апертурной диафрагмы и ее геометрическим положением, поглощаются в толще материала этой диафрагмы, и в дальнейшем в формировании изображения, возникающего на экране электронного микроскопа, принимает участие только та часть рассеянных электронов, которая прошла через диафрагму (фиг. 1,6). [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...