扫描电镜图像的形成需要各个系统相互配合,电子光学系统为扫描电镜提供的电子束,信号探测系统将电子束与样品相互作用产生的信号进行采集与处理。电子光学系统内容请参考往期文章,本篇主要对扫描电镜的信号探测系统进行介绍。
激光扫描共聚焦显微镜是在传统荧光显微镜成像的基础上采用激光作为光源,通过使用激光扫描装置和共轭聚焦装置,利用计算机对所观察的对象进行数字图像处理的现代化光学显微镜。它能以的分辨率采集细胞或组织内部的荧光标记图像、观察细胞或组织内部的微细结构和形态学变化、在亚细胞水平观察胞内重要离子浓度或 pH 的变化、结合电生理技术观察和记录细胞的生理活动。使用激光扫描共聚焦显微镜,还可以对观察样品进行断层扫描和成像、重构和分析细胞的三维空间结构。
蔡司解决方案在增材制造领域的应用范围覆盖粉末和材料分析,所使用的设备包括光学显微镜、扫描电镜、X射线技术。
使用光学显微镜来测试金属粉末的粒径分布
使用SEM扫描电镜对3D打印金属粉末的球形度和实心性进行分析
使用CT对粉末颗粒的宽高比和粒径进行分析
对于内部缺陷,蔡司的解决方案也能轻松检测,比如微裂纹、分层、疲劳裂纹、盈利、孔隙率、粉末残留物和气孔等。
电子经过一系列电磁透镜成束后,打到样品上与样品相互作用,会产生二次电子、背散射电子、俄歇电子以及X射线等一系列信号。所以需要不同的探测器譬如二次电子探测器、X射线能谱分析仪等来区分这些信号以获得所需要的信息。虽然X射线信号不能用于成象,但习惯上,仍然将X射线分析系统划分到成象系统中。
有些探测器造价昂贵,比如Robinsons式背散射电子探测器,这时,可以使用二次电子探测器代替,但需要设定一个偏压电场以筛除二次电子。
扫描电镜除能检测二次电子图像以外,还能检测背散射电子、透射电子、特征x射线、阴极发光等信号图像。其成像原理与二次电子像相同。在进行扫描电镜观察前,要对样品作相应的处理。
对样品的要求
1、不会被电子束分解
2、在电子束扫描下热稳定性要好
3、能提供导电和导热通道
4、大小与厚度要适于样品台的安装
5、观察面应该清洁,物
6、进行微区成分分析的表面应平整
7、磁性试样要预先去磁,以免观察时电子束受到磁场的影响
扫描电镜及X射线能谱仪或电子探针为准确鉴定钢中非金属夹杂物属性提供了非常可靠的技术,他可以将D类等非金属夹杂物的二维和三维形貌、与所含元素的X射线元素面分布图、与其内含有元素或所含简单氧化物的重量百分数和原子百分数定量分析结果有机结合起来,对这种D类非金属夹杂物给出一个全新的诠释。由此,作者提出了非金属夹杂物的相结构概念