Техника - молодёжи 1983-10, страница 66

а также проводить локальный количественный анализ химического состава.

При исследовании хрупких изломов материала, когда инородное включение в виде тонкой пленки толщиной в несколько атомных слоев резко снижает прочность детали в данном сечении, столь незначительную примесь не удается обнаружить никакими иными методами, кроме оже-электронной микроскопии. Она основана на эффекте оже-электронной эмиссии (явлении, возникающем при встрече рентгеновского кванта с электроном внешней оболочки атома, в результате чего этот электрон, получив энергию кванта, покидает атом). Эффективность этого метода обусловлена тем, что поверхностная концентрация вредной примеси (в пределах анализируемой глубины) намного превышает ее среднюю концентрацию в объеме образца, что обеспечивает надежное определение природы включения.

Достоинства каждого метода современной электронной микроскопии особенно выигрышны, когда он применяется в сочетании с другими. Сегодня появляется все больше сторонников модульного исполнения этих приборов: базовый микроскоп снабжают блоками, приставками, различными агрегатами — получается универсальный комбайн. Например, просвечивающие электронные микроскопы дополняются приставками для сканирования, а также устройствами для рентгеноспектрального анализа. Это позволяет сопоставлять объемные данные с картиной поверхности, морфологические особенности с химическим составом и т. д.

Исследователь, используя электронный микроскоп для различных видов анализа, должен придерживаться Гиппократова принципа «не навреди!». Ведь под действием первичного пучка электронов в образце могут возникнуть радиационные и термические искажения. Кроме того, для анализа часто берется тонкий слой образца, а это может привести к получению неправильной картины, так как структура тонкого слоя не совсем такая, как у исходного массивного образца. В этом отношении выигрышной бывает съемка на отражение в РЭМ, не требующая предварительной подготовки материала и допускающая его большие размеры.

В настоящее время наряду с уникальными и дорогостоящими применяются упрощенные модели электронных микроскопов, особенно для технологических и производственных нужд. В этих приборах электрон выступает в роли исследователя. Микроскопия не единственное поле его деятельности.

сти, а в огромной глубине резкости (на 2—3 порядка больше, чем у световых микроскопов), что обеспечивает получение поражающей по своей наглядности картины. Такие возможности прибора сделали его незаменимым инструментом при исследовании объектов с сильно развитым рельефом, например, изломов, частиц порошка, поверхностей трения и т. д. Для улучшения качества изображения видеосигнал детектора подвергается электронной обработке. Скажем, так называемое нелинейное усиление сигнала («гамма-конт-роль») повышает яркость слишком темных участков без изменения яркости светлых, это дает возможность выявить детали глубоких пор исследуемого материала. Использование метода «вольтового контраста», основанного на высокой чувствительности вторичных электронов к воздействию поверхностных потенциалов и градиентов электрических полей вблизи поверхности образца, позволяет исследовать в РЭМ полупроводниковые интегральные схемы под напряжением в рабочем режиме для обнаружения неисправных участков.

Чрезвычайно расширились

возможности РЭМ в связи с развитием методов локального рентгеноспектрального анализа. По длине волны (или энергии кванта) рентгеновского излучения можно определить природу испускающего его элемента. Это означает, что при перемещении зонда спектр будет изменяться в соответствии с изменениями состава вещества. Спектр рентгеновского излучения определяют с помощью детекторов-спектрометров. Они бывают разных типов. Используя одни, можно надежно обнаруживать элементы с атомным номером 11 (натрий) и выше, другие позволяют идентифицировать элементы с более низкими атомными номерами, например бериллий.

Для количественного микро-зондового анализа состава вещества сигнал детектора подается во встроенную в прибор ЭВМ, программа которой предусматривает ряд поправок и выдачу данных в процентах. Таким образом, оказывается возможным одновременно получать изображение микроструктуры образца и картину распределения в нем различных элементов,

Включения сложного карбида в жаропрочном сплаве (изображение во вторичных электронах).

Определение состава включения сложного карбида в жаропрочном сплаве (обнаружение элементов: хрома, никеля, вольфрама, титана, молибдена в рентгеновском излучении).