Машиностроение \ Методы структурного анализа материалов и контроля качества деталей

Автоионная микроскопия. Эмиссионный спектральный анализ. Атомная абсорбционная спектроскопия. Термоэлектронный эмиссионный микроскоп, страница 3

Существенные сходные черты и различия автоэлектронного автоионного методов, а также сводка основных видов исследований, для которых используются оба метода, собраны в табл. 1.

Установлено, что разрешающая способность автоэлектронного микроскопа ограничена самим процессом формирования изображения из-за наличия тангенциальных компонент скорости вылетающих из образца электронов. Разрешение можно улучшить, увеличив массу изображающих частиц. В процессе усовершенствования автоэлектронного микроскопа было обнаружено явление полевой десорбции. При этом адсорбированное вещество удаляется с поверхности металла при подаче положительного потенциала. Этот процесс аналогичен опи­саному выше процессу испарения полем.


Усовершенствованный вариант автоионного микроскопа – атомно-регистрирующий автоионный микроскоп. В этом приборе импульсное поле испаряет атомы с поверхости образца в динамический масс-спектрометр. Атомы могут быть идентифицированы по отношению заряда к массе. Такая методика применяется для исследования адсорбированных веществ, процесса сегрегации.

Сопоставление свойств автоэлектронного и автоионного микроскопов и методов исследования

Автоэлектронные приборы

Автоионные приборы

Принцип работы микроскопа

Проекционный, подобно изображенному на рис. 1

Проекционный, подобно изображенному на рис. 1

Форма образца

Тонкая проволока с острием на конце, по­лученным путем электрохимического трав­ления; радиус кривизны обычно 1000—10000 А

Тонкая проволока с острием на конце, по­лученным путем электрохимического травления; радиус кривизны обычно 50—1000А

Температура образца в процес­се эксперимента

Разрешение изображения слабо зависит от температуры Следовательно, автоэлект­ронная эмиссия может работать в широ­ком диапазоне температур

Разрешение изображения зависит от тем­пературы и обычно острие охлаждают до температуры жидкого азота или ниже

Потенциал образца по отноше­нию к экрану

Отрицательный, 1-10 кВ

Положительный, 3—30 кВ

Достигнутое разрешение

10—20 А

2-3 А

Требуемая степень обезгаживания

Лучше чем 10-10 мм рт ст

От 10~7 до 10~11 мм рт ст в зависимости от применения

Изображающие частицы

Электроны, испущенные образцом

Ионы изображающего газа. В качестве изо­бражающих газов используются Не, Н2, Ne, Ar

Материалы, пригодные для ис­следования

Большинство металлов, некоторые полупро­водники

Тугоплавкие металлы и сплавы. Могут быть также исследованы Fe, Ni и другие, а так­же некоторые соединения и интерметал­лы

Были исследованы графит и Ge

Применение

Исследование поверхностей:

 а) текучесть поверхности,

 б) коррозия поверхности,

в) осаждение из газовой фазы;   г) другие исследования

1.Исследование поверхностей а) текучесть поверхности,

б) коррозия поверхности,

в) осаждение из газовой фазы, г)другие исследования поверхности

2.Изучение объемных эффектов: а) точеч­ные дефекты и радиационные поврежде­ния; б) границы зерен и поверхности раз­дела; в)деформационное разрушение и усталостные явления; г) дислокации         д) сплавы со структурой твердого рас­твора (включая процесы сегрегации и об­разования выделений);          е) переход поря­док—беспорядок в сплавах;          ж) окисление

Техника автоионной микроскопии налагает ограничения на выбор материала. Изготовить образец для автоионного микроскопа легче чем для автоэлектронного. С помощью автоионного микроскопа могут быть исследованы все материалы, обладающие заметной электропроводностью и имеющие точку плавления выше 1000 град С. Легче всего изучать материалы с Тплавл выше 2000 град С.

Скачать файл