1. Ознакомиться с методом электронной микроскопии и конструкцией электронного микроскопа марки ЭМВ-100Л.
2. Ознакомиться со способами приготовления образцов для изучения на электронном микроскопе.
3. Определить плотность дислокаций:
в массивных образцах – по ямкам травления;
в тонкой фольге – по количеству выходов дислокаций на поверхность;
методом секущих.
Приборы, материалы, учебные пособия
1.Электронный микроскоп.
2.Установка ионной полировки.
3.Установка электрополировки.
4.Лаковые реплики.
5.Фотографии структур дислокаций.
6.Карандаши, линейки.
Краткие теоретические сведения
Разрешающая способность микроскопа.
Для изучения деталей структуры в металловедении применяется электронный микроскоп, имеющий хорошую разрешающую способность и позволяющий получать большое увеличение объектов.
1. Разрешающей способностью прибора считается величина, обратная наименьшему расстоянию между двумя точками, которые можно воспринимать отдельно. Связь между разрешаемым расстоянием и длиной волны света, используемого в приборе,
(1)
где d – разрешаемое расстояние;
l – длина волны света;
А – апертура объектива микроскопа:
A= nsin j,
(2)
здесь n – показатель преломления среды;
j – угол зрения объектива.
Чем больше апертура, тем больше разрешающая способность микроскопа. В современных световых микроскопах удается получить разрешающую способность, сравнимую с длиной волны видимой части спектра.
2. Использование в электронном микроскопе вместо света потока электронов, ускоренных высоким напряжением, позволяет значительно увеличить разрешающую способность при микроанализе.
Длина волны электронов:
(3)
где h – постоянная Планка;
m – масса электрона;
v – скорость движения электрона.
Электроны, ускоренные напряжением 50кВ, движутся со скоростью 1,24×108 м/с, при этом они имеют длину волны порядка сотых долей ангстрема.
3. Современные электронные микроскопы, использующие в качестве носителей света электроны, ускоренные напряжением 100кВ и более, имеют хорошую разрешающую способность. Есть приборы с разрешающей способностью 1,8 Å. Серийно выпускаемые приборы обычно имеют худшую разрешающую способность – 3….10 Å. Разрешающую способность конкретного микроскопа определяют на специальных тест-объектах, имеющих мелкие детали строения с заранее известными размерами.
Улучшение разрешающей способности позволяет примерно в 100 раз повысить полезное увеличение прибора по сравнению со световым микроскопом, т.е. информативность изображения, полученного на электронном микроскопе, может быть в 100 раз больше (полезным считают увеличение, дающую новую информацию об объекте, далее – масштабное увеличение).