扫描电镜的主要特点如下:
§放大倍率高
§分辨率高
§景深大
§保真度好
§样品制备简单
放大倍率高
从几十放大到几十万倍,连续可调。放大倍率不是越大越好,要根据有效放大倍率和分析样品的需要进行选择。如果放大倍率为M,人眼分辨率为0.2mm,仪器分辨率为5nm,则有效放大率M=0.2´106nm¸5nm=40000(倍)。如果选择高于40000倍的放大倍率,不会增加图像细节,只是虚放,一般无实际意义。放大倍率是由分辨率制约,不能盲目看仪器放大倍率指标。
分辨率高
分辨率指能分辨的两点之间的最小距离。分辨率d可以用贝克公式表示:d=0.61l/nsina ,a为透镜孔径半角,l为照明样品的光波长,n为透镜与样品间介质折射率。对光学显微镜 a=70°-75°,n=1.4。因为 nsina<1.4,而可见光波长范围为: l=400nm-700nm ,所以光学显微镜分辨率 d@0.5l ,显然 d >200nm。要提高分辨率可以通过减小照明波长来实现。SEM是用电子束照射样品,电子束是一种De Broglie波,具有波粒二相性,l=12.26/V0.5(伏) ,如果V=20kV时,则l=0.0085nm。目前用W灯丝的SEM,分辨率已达到3nm-6nm, 场发射源SEM分辨率可达到1nm 。高分辨率的电子束直径要小,分辨率与子束直径近似相等。
景深D大
景深大的图像立体感强,对粗糙不平的断口样品观察需要大景深的SEM。SEM的景深Δf可以用如下公式表示:
式中D为工作距离,a为物镜光阑孔径,M为 放大倍率,d为电子束直径。可以看出,长工作距离、小物镜光阑、低放大倍率能得到大景深图像。
扫描电镜
一般情况下,SEM景深比TEM大10倍,比光学显微镜(OM)大100倍。如10000倍时,TEM :D=1mm,SEM:10mm, 100倍时,OM:10mm,SEM=1000mm。
保真度好
样品通常不需要作任何处理即可以直接进行观察,所以不会由于制样原因而产生假象。这对断口的失效分析特别重要。
样品制备简单
样品可以是自然面、断口、块状、粉体、反光及透光光片,对不导电的样品只需蒸镀一层20nm的导电膜。
另外,现在许多SEM具有图像处理和图像分析功能。有的SEM加入附件后,能进行加热、冷却、拉伸及弯曲等动态过程的观察。
扫描电镜特点如上,谢谢观看!