ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ (ЭМ)Введение в ЭМНа современном этапе в условиях стремительного развития техники исследователям все чаще приходится наблюдать и правильно объяснять явления, происходящие в конструкционных материалах не только на макро- (рис 1,а.), но и на микро- (рис 1,б.), субмикро- (рис 1,в.) и атомном- (рис.1,ж) уровнях. Этому способствуют, соответственно, визуальный осмотр, оптические приборы, а также высоковольтные растровые (РЭМ) и просвечивающие (ПЭМ) электронные микроскопы с повышенной разрешающей способностью, вплоть до 0,001 мкм.
Рис. 1. Изображения строения материала гидротурбины на макро- (а); микро- (б); субмикро- (в-д) и атомном (ж) уровнях; в режиме микродифракции (г) и темнопольного изображения (д). Растровые электронные микроскопы формируют изображение объекта при сканировании его поверхности электронным зондом. Просвечивающие электрон-ные микроскопы позволяют получать светлопольное (рис. 1,в) или темнопольное (рис. 1,д) изображение строения тонких металлических фольг, соответственно, в результате прохождения насквозь или дифракции электронов от ряда параллельных кристаллографических атомных плоскостей, с одного и того же участка объекта. Сопоставляя дифракционные картины (электронограммы, рис.1,г) от выделенных участков с их изображениями (рис.1,д), можно изучать структурные и кристалло-графические особенности строения материалов изделий в машиностроении.
Конструктивно различные виды высоковольтных микроскопов разрабатыва-ются с учетом физики и геометрии результирующих излучений, возникающих при взаимодействии высоковольтного ускоренного пучка электронов с исследуемым веществом. На рис. 2 представлена схема эффектов, возникающих при взаимодействии пучка электронов с веществом. Как видно из рисунка, часть электронов после взаимодействия с веществом проходят через образец (тонкий слой толщиной менее 2000 А) без изменения своего направления (10); часть электронов отражаются от плоскостей атомов по закону Вульфа-Брега. Обработку информации, которую несут эти лучи, выполняют просвечивающие электронные микроскопы. В результате взаимодействия электронного пучка с веществом, часть из них отражается от по-верхности образца: упруго (3) или неупруго (4). Обработку информации, которую несут эти лучи, выполняют растровые электронные микроскопы. |
||||||||||||
Рис. 2. Эффекты, возникающие при взаимодействии пучка электронов с веществом: 1 - электронный пучок; 2 - образец; 3 - отраженные электроны; 4 - вторичные электроны;
5 - ток погло-щенных электронов; 6 - катодолюми-несценция; 7 - рентгеновское излуче-ние; 8 - Оже-электроны; 9 - наведен-ный ток; 10 - прошедшие электроны.
