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一、仪器结构及原理
仪器结构详解如下:
1. 产生高能电子束的镜筒:
包含电子枪、电磁透镜及扫描线圈。
2. 成像系统:
用于接收并处理各种电子信号,包括扫描信号发生器、探测器、扫描放大器、电子信息处理器及监控器。
3. 信息记录系统:
涵盖摄像头、图像分析器和记录设备,用于记录电子图像的信息。
4. 真空系统:
作为电子束与样品作用的载体,包括样品室、真空阀门、机械泵、油扩散泵、离子泵及真空检测装置。
5. 电源系统:
调控扫描电子显微镜的外部环境,包括不间断电源、变压器、稳压器、安全控制线路及独立地线。
二、仪器类型与原理
电子枪类型:场发射电子枪、钨丝枪、六硼化镧等。
光源性能分类:冷场发射扫描电子显微镜与热场发射扫描电子显微镜。
其工作原理主要是利用高能电子束与物质相互作用,产生各种效应,从而进行形貌观察、成分分析、组构分析等。
三、仪器应用
二次电子可用于形貌观察;能量散射谱(EDS)用于成分分析;电子背散射衍射(EBSD)用于组构分析;聚焦离子束结合Amira软件可用于三维重构。
四、样品类型及制样要求
样品种类多样,包括块体、粉末、薄片等。
对样品的要求如下:
- 样品应无磁性、无毒、无污染、无放射性,具备稳定性、干燥性及导电性,且不发光、非高温。
- 应尽量保持样品原始的表面形态和结构。
- 颗粒或粉末数量适中,避免团聚;块状样品体积及高度需严格控制。
- 测试流程需注意清洁,可事先用酒精或超声波清洗以降低污染。
- 观察成分相的样品表面应光滑,高度差异不宜过大。
- 某些特定形状的样品及处理不当的样品可能无法测试。
五、制样方法
制样方法包括制样和镀膜两个主要步骤。
镀膜方法中提到真空蒸发法适用于C,而离子溅射法可用于Al、Cr、Au、Pt或其合金。
[参考资料]
[1] 陈莉等人. 扫描电子显微镜显微分析技术在地球科学中的应用.
[2] 徐海军等人. 岩石组构学研究的最新技术--电子背散射衍射 (EBSD).
[3] 等人. 聚焦离子束(FIB)及其应用.
[4] 甘玉雪等人. 扫描电镜在岩矿分析中的应用.