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1 SEM 的工作原理及特点
扫描电子显微镜(Scanning
ElectronMicroscope) ,简称SEM,是一种大型的器,是20世纪30年代中期发展起来的一种新型电镜,是一种多功能的电子显微器,主要功能是对固态物质的形貌显微分析和对常规成分的微区分析,广泛应用于化工、材料、医药、生物、矿产、**等领域。
图1 JSM-6700F场发射扫描电镜
图2 扫描电子显微镜结构图
扫描电镜所能显示各种图像的依据是电子与物质的相互作用,当高能入射电子束轰击样品表面,由于入射电子束与样品间的相互作用,将有99%以上的入射电子能量转变成样品热能。约1%的入射电子能量,将从样品中激发出各种有用的信息,包括二次电子、透射电子、俄歇电子、X射线等不同的信息,反映样品本身不同的物理化学性质,而SEM的功能就是根据不同信息产生的机理采用不同的信息检测器,以实现选择检测扫描电镜的图像。
扫描电子显微镜相对于光学显微镜、透射电子显微镜有些较有价值的特点。
首先,它能在很大的放大倍数范围工作,从几倍到几十万倍,相当于从光学放大镜到透射电镜的放大范围,并且具有较高的分辨率,可达1~3nm;
其次,它具有很大的焦深,300倍于光学显微镜,因而对于复杂而粗糙的样品表面,仍可得到清晰聚焦的图像,图像立体感强,易于分析;再次,样品制备简单,对于矿物、材料等样品仅需要简单的清洁、镀膜即可观察,并且对样品的尺寸要求很低,操作十分简单。
2 SEM 在矿物学领域中的应用
2.1 在矿物物相研究方面
不同矿物在扫描电镜中会呈现出其特征的形貌,这是在扫描电镜中鉴定矿物的重要依据。如高岭石在扫描电镜中常呈假六方片状、假六方板状、假六方似板状;埃洛石常呈管状、长管状、圆球状;
蒙脱石为卷曲的薄片状;绿泥石单晶呈六角板状,集合体呈叶片状堆积或定向排列等。