آزمايشگاه ميكروسكوپ الكتروني

آزمايشگاه ميكروسكوپ الكتروني

تکنسین:اکبر مهدیلو

  • معرفي

  

ميكروسكوپ الكتروني موجود در اين دانشكده مدل XL30 جزو سري‌هاي XL ساخت شركت فيليپس است. در حال حاضر كاربردهاي عمده اين دستگاه عبارت است از تصوير گرفتن از ريز ساختارها، تعيين جهت رشد مواد بلورين و صفحات كريستالين، تعيين عيوب بلوري و مرز دانه‌ها، تشخيص مناطق داراي تنش پس‌ماند. مورفولوژي؛ به دليل اين ‌كه در اين حالت شكل و ابعاد ذرات مشخص است بنابراين مي‌توان به نيروي استحكام پي برد. توپوگرافي شئ (نقشه برداري)؛ در اين كار با آشكار كردن مشخصات سطح و بافت داخلي نمونه مي‌توان به خواصي مانند سفتي و ميزان ارتجاعي بودن آن پي برد. بلورشناسي؛ ميكروسكوپ الكتروني چگونگي چيده شدن اتم‌ها در مجاورت يكديگر را نشان مي‌دهد، به اين ترتيب مي‌توان آن‌ها را از نظر رسانايي و خواص الكتريكي بررسي نمود. تركيب؛ اين ميكروسكوپ مي‌تواند عناصر تشكيل دهندة فاز مورد مطالعه را مشخص نمايد، بنابراين مي‌توان به خواصي مانند نقطة‌ ذوب، اكتيويتة فاز و غيره دست يافت. البته در آينده با راه‌اندازي EDS امكان آناليز كمي و كيفي نمونه‌ها نيز امكان‌پذير خواهد بود.

 

مشخصات نمونه‌هاي مورد مطالعه:

 

الف- جنس نمونه‌ها: نمونه‌هاي مورد مطالعه با اين دستگاه شامل مواد معدني، فلزات، سراميك‌ها، پليمرها، مواد بيولوژيكي و ... است.

 ب- شكل نمونه‌ها: مقاطع فلزي، مقاطع نازك، نمونه‌هاي پودري، نمونه‌هاي به شكل الياف، قطعات فلزي، پليمري، نمونه‌هاي بيولوژيكي و غيره. دستگاه كوتينگ يا پوشش دهنده به روش كندوپاش:به منظور جلوگيري از تمركز الكترون‌ها بايد نمونه‌هاي عايق توسط دستگاه پوشش‌ده، هادي جريان الكتريكي شوند. در اين آزمايشگاه اين كار با پوشش بسيار نازك طلا و به روش كندوپاش يا اسپاترينگ صورت مي‌گيرد.

بسياري از ساختارهاي كوچكي كه امروزه برای مصارف گوناگون توليد مي‌شوند، توسط ميكروسكوپ‌هاي نوري قابل بررسی نيستند و به همين جهتبه‌كارگيری دستگاه SEM در علوم و تكنولوژی، اهميت فزاينده و كاربردهاي گسترده‌تري يافته است. SEM شامل سه بخش اصلي شامل «ستون اپتيك‌الكتروني»، «سيستم‌ خلأ» و «سيستم الكترونيكي و نمايش‌گر» است.

پرتوي الكتروني به صورت نقطه به نقطه در طول يك خط و به صورت خط به خط حركت می‌كند تا تمام سطح انتخاب شده روي سطح نمونه را به صورت ١٠٠٠ نقطه در ١٠٠٠ نقطه روبش نمايد.

در اثر تابش (بمباران) سطح نمونه توسط پرتوي الكتروني، برهم‌كنش‌هاي مختلفي بين اتم‌های سطح نمونه و الكترون‌ها اتفاق مي‌افتد. در نتيجة اين برهم‌كنش‌ها الكترون‌هايي از سطح نمونه منتشر مي‌شوند. اين الكترون‌ها توسط آشكارسازهايي جمع‌آوری مي‌شوند كه آن‌ها را به سيگنال كوچك الكتريكي تبديل مي‌كنند. اين سيگنال‌ها حاوي اطلاعات مختلفي در باره يك نقطة خاص از سطح نمونه هستند. نقطة مرتبط با اين نقطه روي صفحه CRT نيز روشن خواهد شد كه شدت روشنايي آن، متناسب با شدت سيگنال به وجود آمده براي آن نقطه است. وقتي كه تكرار خيلي سريع باشد، مثلا ٢٥ بار در ثانيه، تصوير سطح روبش شدة نمونه به صورت كامل و بدون پرش بر روي صفحة نمايش ظاهر مي‌شود.

اگر بخواهيم از اين سيستم تصويرسازي به عنوان تصوير ميكروسكوپی استفاده كنيم بايد سطح مورد نظر با يك بزرگ‌نمايي معين ديده شود.  بزرگ‌نمايي SEM نسبت طول ضلع تصوير به طول ضلع مربع روبش‌شده بر روي سطح نمونه است.

به كمك آشكارسازهاي EDS و WDS مي‌توان نقاط مورد نظر روي نمونه را آناليز عنصري نمود يا توزيع يك عنصر را روي يك خط از نمونه يا در تمام سطح روبش شدة روي نمونه را تعيين نمود.

 

 

محورهاي تحقيقاتي آزمايشگاه

 

  • مطالعات کانی­شناسی کمی و کيفی
  • مطالعات کانی­شناسی فرآيند
  • مطالعات مورفولوژيکی در فرآيندهای مختلف متالورژيکی
  • مطالعه ريزساختارهاي مواد جامد در زمينه­های مختلف فنی و مهندسی
  • مطالعة نانومواد در زمينه­های مختلف فنی و مهندسی (تحقيقات در مقياس نانوتکنولوژی)
  • مطالعة ريزدانه‌ها
  • مطالعة مورفولوژي و شكل‌شناسي ذرات