Измерение размеров частиц с помощью растрового электронного микроскопа
Лабораторная
работа №2
Измерение
размеров частиц с помощью растрового электронного микроскопа
Цель работы: Знакомство с устройством и работой
растрового электронного микроскопа, измерение размеров частиц, анализ
полученных данных.
Принципиальная схема РЭМ:
Где: 1
- катод, 2 - цилиндр Венельта, 3 - анод. При нагревании катода происходит
термоэлектронная эмиссия. Электроны ускоряются напряжением, приложенном между
анодом и катодом. Цилиндр служит для регулировки потока электронов. Пучок
проходит через электромагнитные линзы 5, 6, 9. Фокусировка осуществляется
магнитным полем, которое создает электромагнитная линза -соленоид, через
который пропускается электрический ток.
и 10 - диафрагмы, которые ограничивают
расходимость пучка электронов.
- стигматор, который корректирует магнитное поле
линзы.
- электромагнитные катушки, служащие для
отклонения пучка электронов в х и у направлениях.
- опытный образец.
- детектор регистрации
- усилитель регулировки яркости
- электронно-лучевая трубка
- генератор, обеспечивающий синхронность
передвижения зонда по образцу.
Получение снимков и обработка данных.
Для получения снимков использовался порошок
алюминия, с небольшой примесью карбида тантала. Снимки производились при увеличении
в 240 и 500 раз. Были получены следующие изображения:
электронный микроскоп
калибровочный снимок
Проведя статистическую обработку, были получены
следующие результаты размеров частиц:
таблица 1:
|
20.3
|
22.1
|
29.1
|
19.22
|
19.01
|
19.55
|
20.91
|
21.11
|
18.01
|
21.44
|
|
25.34
|
15.12
|
14.12
|
21.22
|
22.22
|
23.12
|
21.15
|
21.55
|
20.01
|
23.21
|
|
26.44
|
16.32
|
18.32
|
20.32
|
19.55
|
18.32
|
22.34
|
21.54
|
19.32
|
16.33
|
|
24.32
|
25.55
|
23.33
|
24.31
|
21.23
|
19.44
|
19.32
|
23.03
|
22.32
|
24.32
|
|
20.11
|
21.32
|
22.11
|
19.04
|
21.34
|
22.12
|
23.21
|
27.34
|
21.32
|
|
18.43
|
17.43
|
21.43
|
19.44
|
18.34
|
15.32
|
20.32
|
19.22
|
17.21
|
17.44
|
|
23.32
|
19.56
|
20.59
|
20.85
|
18.95
|
20.54
|
19.89
|
18.89
|
16.43
|
14.88
|
|
17.43
|
18.43
|
20.32
|
22.43
|
23.43
|
24.32
|
23.32
|
22.65
|
21.94
|
18.32
|
Исходя из приложения, видно, что преобладают
частицы с усредненными значениями в 19,20,21,22 миллиметра.
Воспользуемся калибровочным снимком:
Расстояние между рисками - 0,1 мм. при увеличении
образца в 500 раз. По снимку находим что:
мм - 0,1 мм
мм - х мм
х=20*0,1/75=0,0266 мм.
Тогда 19, 21 и 22 мм. соответственно равны -
0,0253 0,028 и 0,0293 мм.
Из полученных ранее данных находим среднее
значение для всей выборки: nср
=20,32. Поэтому реальный усредненный размер равен nr=26,67мкм.
Вывод
Сравнивая результаты снимков, можно сказать, что
частицы по своим размерам примерно одинаковы и снимки были сделаны с одного и
того же образца, только при разном увеличении.