При проведении сканирующей электронной микроскопии (SEM) сотрудники платформы тестирования компании «Цзэюй» в ходе общения со многими студентами выяснили, что многие из них недостаточно хорошо разбираются в особенностях SEM‑исследований. В связи с этим специалисты «Цзэюй» организовали работу коллег по систематизации обширного объёма доступных онлайн‑ресурсов, надеясь тем самым оказать поддержку научному сообществу.

Сканирующий электронный микроскоп благодаря своей сверхвысокой разрешающей способности, хорошей глубине резкости и простоте эксплуатации широко применяется в таких областях, как материаловедение, физика, химия, биология, медицина, геология и минералогия, археология, пищевая промышленность, микроэлектроника, а также криминалистика. Он позволяет проводить морфологический анализ тканей, анализ изломов, качественный и количественный элементный анализ, а также анализ кристаллической структуры. Ниже приводится обобщённое описание конкретных применений сканирующего электронного микроскопа в различных сферах.

(1) Наноматериалы: СЭМ позволяет непосредственно исследовать структуру наноматериалов, а также размеры частиц, их распределение, степень однородности и явления агрегации; в сочетании с энергодисперсионным анализом можно проводить микроанализ химического состава наноматериалов и определять их элементный состав. Использование СЭМ для анализа наноматериалов позволяет установить взаимосвязь между их видом, микроструктурой и макроскопическими свойствами, что играет важную роль в оптимизации условий синтеза и получении наноматериалов с выдающимися эксплуатационными характеристиками.

(2) Полимерные материалы: СЭМ позволяет непосредственно исследовать микроструктуру полимерных материалов — таких как гомополимеры, сополимеры и смесями — в виде частиц, блоков, волокон, плёнок и готовых изделий, а также оценивать степень дисперсии наполнителей, например порошковых частиц и волокон, в матрице. Кроме того, СЭМ позволяет наблюдать морфологию излома и распространение трещин в полимерных материалах при старении, усталости, растяжении и кручении, что способствует выяснению причин разрушения, характера и механизмов его протекания.

(3) Металлические материалы: СЭМ позволяет проводить анализ микроструктуры и трёхмерной морфологии металлических материалов (например, мартенсита, аустенита, перлита, феррита и др.). Кроме того, СЭМ применяется для изучения износа, коррозии и деформаций на поверхности металлов (включая поликристаллические дислокации и скольжение); осуществляется наблюдение за морфологией излома металлических материалов с целью выявления механизмов разрушения (кристаллитное разрушение, квазикристаллитное разрушение, куполообразное разрушение, межзерновое разрушение, усталостное разрушение); проводится анализ качества и дефектов сталелитейной продукции (например, пузырей, микротрещин и микропор). Кроме того, в сочетании с энергодисперсионным спектрометрированием СЭМ позволяет определять сегрегацию различных элементов в металлах и сплавах, а также наблюдать и идентифицировать интерметаллические фазы, карбидные, нитридные и ниобидные фазы; исследовать включения или вторичные фазы на границах зерен в структуре стали и определять их состав; выполнять анализ причин отказов деталей (например, деформационных, разрушительных, износных и коррозионных) и идентифицировать выпадения и продукты коррозии на поверхности повреждённых изделий. Кроме того, для отполированных металлических образцов СЭМ в сочетании с EBSD позволяет дополнительно проводить анализ кристаллической структуры.

(4) Керамические материалы: метод СЭМ позволяет проводить анализ исходных материалов, микроструктуры и дефектов готовых изделий, а также визуально оценивать кристаллические фазы, размеры кристаллов, примеси, пористость и распределение пор, ориентацию зерён и степень их однородности.

(5) Биоматериалы: СЭМ применяется для исследования биоактивных титановых и биокерамических материалов, а также для анализа морфологии их поверхностей после специальной обработки, а также для изучения роста гидроксиапатита или клеток на этих поверхностях. Кроме того, СЭМ позволяет визуализировать пористую структуру гидрогелей, волокнистую структуру коллагена, распределение пор в искусственных костях, а также размеры и степень покрытия магнитных био‑контрастных материалов, что служит основой для совершенствования синтетических технологий и создания биоматериалов с высокими эксплуатационными характеристиками.

(6) Путём обработки поверхности материала (например, нанесения покрытий различного состава, морфологии и толщины, а также проведения фотолитографического травления) можно эффективно улучшить такие физические свойства материала, как твёрдость и оптические характеристики. С помощью СЭМ можно исследовать поверхностную морфологию покрытий, морфологию слоёв на изломе и измерять толщину покрытий; также можно визуализировать поверхностную морфологию образцов после фотолитографического травления.

Столешный сканирующий электронный микроскоп ZEM20 компании ZEPTOOLS

Компания «Аньхой Цзэюй Технологии» — это научно‑инструментальная компания, обладающая полностью самостоятельными правами интеллектуальной собственности. С начала 1990‑х годов, когда была начата разработка электронных микроскопов и сопутствующего оборудования, её исследовательская команда неизменно стремится предоставлять высококачественные приборы для нанонаучных исследований. В настоящее время в компании работают… Пико Фемто Серия Система измерений в режиме in situ с использованием ТЭМ 、 Система измерений СЭМ в нативном состоянии 、 Настольный сканирующий электронный микроскоп серии ZEM 、 Ступенчатый измеритель серии JS 、 Нано‑пьезо‑столик 、 Станок для переноса двумерных материалов 、 Пробоночная платформа и низкотемпературная система 、 Линейка с датчиком линейного перемещения Ряд продуктовых линеек, включая …, пользуется широким признанием как на внутреннем, так и на международном рынках, заполняя многочисленные пробелы в отечественной сфере научно‑измерительных приборов.