» » Растровый электронный микроскоп
20.01.2015

Данные, получаемые сегодня с помощью анализа поверхности излома, стали. возможны лишь благодаря наличию растрового электронного микроскопа. Его особенность заключается не только в достигаемом увеличении, но и в глубине резкости, увеличенной по сравнению со светооптическим рассмотрением примерно в 10в3 раз. Благодаря этому стали доступны для рассмотрения полые топографии поверхности при большем увеличении.
В растровом электронном микроскопе (рис. 4.2.17) увеличение создается не посредством изображения через систему линз, как в- световом или в просвечивающем электронном микроскопе, а благодаря переводу сигналов, полученных построчно из облучаемого образца на строчках экрана (проекционного растра).
Растровый электронный микроскоп состоит из электронной пушки, с помощью которой электроны с напряжением 1—50 кВ ускоряются в колонне с откачанным воздухом. С помощью конденсорных (уплотнительных) линз электроны собираются в тонкий электронный луч диаметром примерно 10 нм и фокусируются на подготовленную поверхность. С помощью отклоняющих катушек в самой нижней конденсорной линзе электронный луч делает примерно 1000 проходов через зону подготовленной поверхности. От подготовленной поверхности исходят быстрые первичные электроны с обратным рассеянием (электроны обратного рассеяния) и медленные появившиеся вторичные электроны. Оба вида электронов улавливаются электронным коллектором и преобразуются в сигнал. Через усилительное устройство с помощью сигнала регулируется яркость проекционного луча кинескопа, причем отклонение кинескопов (электронно-лучевых трубок) идет синхронно с отклонением первичного электронного луча на образце.
Таким образом, каждая точка облученной зоны на образце четко подчинена точке на световом экране электронной лампы. Увеличение получается просто из отношения длины строчек А на световом экране к длине строчки а на образце. Благодаря изменению длины строчек на объекте и тем самым на коэффициенте трансформации при постоянной длине строчки на световом экране могут быть достигнуты плавно изменяемые увеличения от 20:1 до приблизительно 100000:1, причем для фрактографии полезные увеличения достигают примерно 10000:1.
Растровый электронный микроскоп

В зависимости от зарядки коллектора по отношению к образцу могут использоваться или только скоростные первичные электроны обратного рассеяния, или первичные и вторичные электроны обратного рассеяния вместе. Если коллектор по отношению к образцу включается отрицательно, то для использования поступают только быстрые первичные электроны обратного рассеяния. Медленные вторичные электроны задерживаются.
При работе со вторичными электронами и первичными электронами обратного рассеяния коллектор включается положительно. Благодаря выходу вторичных электронов достигается контраст топографии, так как выход электронов зависит от угла падения первичных электронов к соответствующему элементу поверхности образца. Контраст материала в значительной степени определяется первичными электронами обратного рассеяния, число которых увеличивается с возрастающим порядковым номером элемента составной части структуры. Предпосылкой для безупречного изображения в растровом электронном микроскопе являются электрически проводящие поверхности, позволяющие избежать накопления зарядов. Непроводящие поверхности должны поэтому напыляться проводящим слоем.