کانی کار بزرگترین سایت مهندسی معدنی
گزارش کارآموزی TEM میکرسکوپ الکترونی عبوری
میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) : پیدایش میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) یا به صورت تجاری به سال 1940 باز می گردد، اما از سال 1950 به بعد کاربردهای گسترده ای در بررسی مواد و فلزات پیدا نمودند. مهم ترین عامل کاهنده در کاربرد میکروسکوپ الکترونی عبوری برای مطالعه فلزات در آن سال ها به مشکلات تهیه نمونه مربوط می شد. اما امروزه با توجه به روش های گوناگون تهیه نمونه فلزات، این میکروسکوپ ها جایگاه خاصی را در میان متخصصان مواد و متالورژی برای خود ایجاد نموده اند و باعث بروز نقطه عطف بسیاری از پژوهش ها و تحقیقات گشته به آن ها سرعت فراوانی داده اند.امروزه میکروسکوپ الکترونی عبوری امکان مطالعه موارد متنوعی نظیر ویژگی های ریزساختاری مواد، صفحات و جهات بلوری، نابجایی ها، دوقلویی ها، عیوب انباشتگی، آخال ها، مکانیزم های جوانه زنی، رشد و انجماد، انواع فاز ها و تحولات فازی، بازیابی و تبلور مجدد، خستگی، شکست، خوردگی و بسیاری دیگر را فراهم آورده است.
گزارش کارآموزی TEM میکرسکوپ الکترونی عبوری
ویژگی های میکروسکوپ الکترونی میکروسکوپ الکترونی عبوری برای تصویر گرفتن از ریزساختار در بزرگنمایی 1000 تا 1000000 برابر به کار می رود و جزئیات ساختاری با قدرت تفکیک کمتر از یک نانومتر نمایش داده می شوند. در TEM می توان آنالیز عنصری کیفی و کمی اجزایی به کوچکی 30 نانومتر را انجام داد. هم چنین برای تعیین ساختار و جهت کریستالی اجزایی به کوچکی 30 نانومتر و تهیه تصویر صفحات کریستالی با فاصله بیشتر از 0.12 نانومتر از یکدیگر از میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده می شود.
کاربرد میکروسکوپ الکترونی عبوری در تعیین خصوصیات ریزساختاری فلزات، سرامیک ها، مواد زمین شناسی، پلیمر ها و مواد بیولوژیکی، در بزرگنمایی بسیار زیاد و شناسایی (ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری)، فازهای غیر آلی، رسوبات و آلودگی ها است.
گزارش کارآموزی TEM میکرسکوپ الکترونی عبوری
نمونه های که توسط TEM مورد بررسی قرار می گیرند به نمونه هایی جامد از فلزات، سرامیک ها، مواد معدنی، پلیمرها، مواد بیولوژکی و نظایر آن ها هستند. این نمونه معمولا به شکل دیسکس با قطر 3 ملیمتر و ضخامت تقریبی 5 میکرون هستند. برای تهیه این نمونه ها باید برش هایی از نمونه تهیه شده و به کمک الکتروپولیش یا آسیاب یونی نازک شود تا مناطقی از نمونه اجازه عبور الکترون ها را بدهد. مناطق شفاف نسبت به پرتو الکترونی، معمولا کمتر از 100 نانومتر ضخامت دارند. نمونه های پودر، غالبا روی یک زیرساخت نازک کربنی پخش می شوند.
گزارش کارآموزی TEM میکرسکوپ الکترونی عبوری
از محدودیت های میکروسکوپ الکترونی عبوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:
نمونه سازی خسته کننده است و ممکن است یافتن یک روش مناسب و تهیه نمونه ، هفته ها طول بکشد.
قدرت تفکیک تصویر حدود 0.2 نانو متر است.
حداقل اندازه ناحیه آنالیز شده قطر 30 نانومتر دارد. حد حساسیت تقریبا 0.5 تا 1 درصد وزنی است. صحت آنالیز کمی به طور نسبی حدود 5 تا 15 درصد است. در میکروسکوپ های متداول، آنالیز کمی معمولا فقط برای عناصری با عدد اتمی بیشتر از 11 امکان پذیر است. بعضی دستگاه ها حتی به صورت کیفی هم فقط عناصری با عدد اتمی بیشتر از 11 را می توانند شناسایی کنند. در عین حال، آشکارساز های بدون پنجره یا آشکارساز های با پنجره های بسیار نازک از فرموار (formvar) یا پلیمرهای دیگر وجود دارند که محدوده آنالیزی را تا بور گسترش می دهند.
گزارش کارآموزی TEM میکرسکوپ الکترونی عبوری
حداقل ناحیه آنالیز شده در حدود 30 نانومتر قطر دارد. شناسایی ساختار بلوری به فاز ها و ترکیباتی محدود می شود که در جداول فایل پراش پودری ذکر شده اند. تعیین کامل گروه های نقطه ای و فضایی تنها با استفاده از تکنیک های خاص میکروپراش امکان دارد.
زمان تقریبی آزمایش از 3 تا 30 ساعت برای هر نمونه (بدون احتساب زمان آماده سازی) متغییر است.
تجهیزات میکروسکوپ الکترونی عبوری
در میکروسکوپ الکترونی عبوری، تابش پرتوی الکترونی از طریق یک تفنگ الکترونی صورت می پذیرد، عدسی های به کار رفته در این میکروسکوپ از نوع الکترومغناطیسی هستند. از اجزای اساس دیگر این میکروسکوپ، می توان به صفحه نمایش اشاره کرد. این صفحه از ماده ای پوشیده شده است که در برابر الکترون از خود پدیده فلورسانس را نشان می دهد. صفحه نمایش را می توان از درون پنجره ای مشاهده نمود. هم چنین دوربینی که می تواند در خلا کار کند، داخل میکروسکوپ تعبیه می شود. اجزای گفته شده، همگی در داخل ستون میکروسکوپ، به صورت عمودی قرار دارند. بیشتر ضخامت این ستون را سیم پیچ های (کویل های) مربوط به عدسی ها، قطعات مغناطیسی و لوله های خنک کننده اشغال می کنند. الکترون ها در فضایی که به زحمت قطر آن از یک میلی متر تجاوز می کند، از بالا به پایین ستون حرکت می کنند.
گزارش کارآموزی TEM میکرسکوپ الکترونی عبوری
میکروسکوپ های اولیه از یک عدسی متمرکز کننده (condenser) به عنوان تنظیم کننده و کنترل کننده پرتوی الکترونی قبل از رسیدن به نمونه بهره می گرفتند و یک یا دو عدسی شیئی و تصویری به منظور بزرگنمایی تصویر، در ساختمان آن ها استفاده شده بود. امروزه معمولا از دو عدسی متمرکز کننده و چهار تا پنج عدسی تصویری استفاده می شود. سیستم های الکترونیکی مورد نیاز برای کنترل تفنگ الکترونی، شش یا هفت عدسی و کویل های همراستا نمودن نسبتا پیچیده هستند. در این میکروسکوپ دستگاه ضد آلودگی که به نام کندانسور انگشتی یا Cold Finger شناخته شده است، سرعت آلوده شدن نمونه را به حداقل کاهش می دهد. معمولا میکروسکوپ های TEM از دکمه های کنترلی زیادی برخوردار هستند با این وجود با درک اصول اپتیکی، حتی کار با پیچیده ترین میکروسکوپ ها هم اسان خواهد بود. امروزه تمایل بر این است که از کامپیوتر داخلی برای کنترل میکروسکوپ استفاده کنند. اما حتی استفاده از کامپیوتر اثری بر اپتیک میکروسکوپ یا تعداد پارامترهایی که باید کنترل شوند ندارد.
