{"id":13638,"date":"2019-08-30T02:32:43","date_gmt":"2019-08-30T02:32:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=13638"},"modified":"2020-05-07T01:18:12","modified_gmt":"2020-05-07T01:18:12","slug":"application-of-scanning-electron-microscope-in-material-analysis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/aplicacion-del-microscopio-electronico-de-barrido-en-el-analisis-de-materiales\/","title":{"rendered":"Aplicaci\u00f3n del microscopio electr\u00f3nico de barrido en el an\u00e1lisis de materiales"},"content":{"rendered":"

Desde que sali\u00f3 el primer microscopio electr\u00f3nico de barrido comercial en 1965, despu\u00e9s de 40 a\u00f1os de mejora continua, la resoluci\u00f3n de la microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido ha aumentado de 25 nm del primero a 0.01 nm. La mayor parte de la microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido se puede combinar con un espectr\u00f3metro de rayos X y un espectr\u00f3metro de energ\u00eda de rayos X, que se ha convertido en un an\u00e1lisis exhaustivo del micromundo de la superficie. Instrumento de microscop\u00eda electr\u00f3nica multifuncional. La microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) se ha convertido en una herramienta poderosa ampliamente utilizada en diversos campos cient\u00edficos y sectores industriales. La microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) se ha utilizado ampliamente en muchos campos, como geolog\u00eda, biolog\u00eda, medicina, metalurgia, procesamiento mec\u00e1nico, materiales, fabricaci\u00f3n de semiconductores e inspecci\u00f3n de cer\u00e1mica.<\/p>

La microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) juega un papel extremadamente importante en el campo de los materiales. Es ampliamente utilizado en el estudio de la morfolog\u00eda, la condici\u00f3n de la interfaz, el mecanismo de da\u00f1o y la predicci\u00f3n del rendimiento del material de varios materiales. La microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) se puede utilizar para estudiar los defectos de los cristales y su proceso de producci\u00f3n directamente. Puede observar el modo de agregaci\u00f3n de \u00e1tomos en materiales met\u00e1licos y sus verdaderos l\u00edmites. Tambi\u00e9n puede observar el modo de movimiento de los l\u00edmites en diferentes condiciones. Tambi\u00e9n puede verificar el da\u00f1o y el da\u00f1o por radiaci\u00f3n causados por el cristal en el mecanizado de superficies.<\/p>

Principio de funcionamiento del microscopio electr\u00f3nico de barrido<\/h2>
\"\"<\/figure>

El principio de funcionamiento del microscopio electr\u00f3nico de barrido se muestra en <\/p>

Fig. 1 Diagrama esquem\u00e1tico del microscopio electr\u00f3nico de barrido<\/p>

El microscopio electr\u00f3nico de barrido (SEM) est\u00e1 compuesto por haces de electrones emitidos por una pistola de electrones. Bajo la acci\u00f3n del voltaje acelerado, los haces de electrones convergen a trav\u00e9s de un sistema de lente magn\u00e9tica para formar un sistema \u00f3ptico electr\u00f3nico con un di\u00e1metro de 5 nm. Despu\u00e9s de dos o tres lentes electromagn\u00e9ticas, los haces de electrones convergen en un delgado haz de electrones que se enfoca en la superficie de la muestra. Se monta una bobina de exploraci\u00f3n en el lado superior de la lente final, debajo de la cual se escanea el haz de electrones en la superficie de la muestra. Debido a la interacci\u00f3n entre los haces de electrones de alta energ\u00eda y los materiales de muestra, se generan varios tipos de informaci\u00f3n: electrones secundarios, electrones de reflexi\u00f3n, electrones de absorci\u00f3n, rayos X, electrones Auger, catodoluminiscencia y electrones de transmisi\u00f3n. Estas se\u00f1ales son recibidas por el receptor correspondiente, amplificadas y enviadas a la puerta del tubo de imagen para modular el brillo del tubo de imagen. Debido a que la corriente en la bobina de exploraci\u00f3n corresponde al brillo del tubo de imagen, es decir, cuando el haz de electrones alcanza un punto en la muestra, aparece un punto brillante en la pantalla del tubo de imagen. De esta manera, la microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) utiliza un m\u00e9todo de imagen punto por punto para convertir las diferentes caracter\u00edsticas de la superficie de la muestra en se\u00f1ales de video proporcionalmente para completar un marco de im\u00e1genes, de modo que podamos observar varias im\u00e1genes caracter\u00edsticas de superficie de muestra en la pantalla fluorescente.<\/p>

Anexo del microscopio electr\u00f3nico de barrido<\/h2>

La microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) generalmente est\u00e1 equipada con un espectr\u00f3metro o un espectr\u00f3metro de energ\u00eda. El espectr\u00f3metro utiliza la ecuaci\u00f3n de Bragg 2dsin (= () para excitar los rayos X de la muestra y separarlos mediante cristales apropiados. Los rayos X caracter\u00edsticos con diferentes longitudes de onda tendr\u00e1n diferentes \u00e1ngulos de difracci\u00f3n de 2 (). El espectr\u00f3metro es una herramienta poderosa para an\u00e1lisis de componentes de micro\u00e1rea. La resoluci\u00f3n de la longitud de onda del espectr\u00f3metro es muy alta, pero su rango de aplicaci\u00f3n es limitado debido a la baja utilizaci\u00f3n de los rayos X. El espectr\u00f3metro de energ\u00eda es un m\u00e9todo de an\u00e1lisis de elementos basado en la diferencia de energ\u00eda del espectro de rayos X. Para un elemento, cuando el radio cu\u00e1ntico de rayos X transita del n\u00famero cu\u00e1ntico principal est\u00f3mago N1 al n\u00famero cu\u00e1ntico principal n2, hay una energ\u00eda espec\u00edfica (= (n1- (n2). El espectr\u00f3metro de dispersi\u00f3n de energ\u00eda tiene alta resoluci\u00f3n y velocidad de an\u00e1lisis r\u00e1pida , pero su capacidad de resoluci\u00f3n es pobre. A menudo hay l\u00edneas superpuestas, y la precisi\u00f3n del an\u00e1lisis de elementos para contenido bajo es muy pobre.<\/p>

Los espectr\u00f3metros y los espectr\u00f3metros de energ\u00eda no pueden reemplazarse entre s\u00ed, sino complementarse entre s\u00ed.<\/p>

Aplicaci\u00f3n del microscopio electr\u00f3nico de barrido en ciencia de materiales<\/h2>

Observaci\u00f3n de la morfolog\u00eda superficial de los materiales.<\/h3>
\"\"<\/figure>

<\/p>

FIGURA 1 MORFOLOG\u00cdA SEM DE SUPERFICIE DE PELADO LATERAL DE Mg RODADO EN CALIENTE<\/p>

La morfolog\u00eda SEM de la superficie de pelado lateral de Mg de la l\u00e1mina revestida de Al-Mg laminada en caliente (temperatura de laminaci\u00f3n 400 C, tasa de reducci\u00f3n 45%) se muestra en la Figura 1. En el gr\u00e1fico, podemos ver claramente que hay muchos bordes rasgados y plataformas en la superficie de pelado, y hay muchas peque\u00f1as rayas radiales y hoyuelos en la plataforma de rasgado.<\/p>

Segunda fase de material de observaci\u00f3n<\/h3>
\"\"<\/figure>

Figura 2 Microestructura de alta potencia de aleaci\u00f3n de magnesio AZ31 por SEM<\/p>

Se puede ver claramente a partir de la Fig. 2 que el tama\u00f1o de la segunda fase Mg17Al12 despu\u00e9s de la fragmentaci\u00f3n es de aproximadamente 4 my hay muchas part\u00edculas peque\u00f1as dispersas cerca del Mg17Al12 "a granel" con un tama\u00f1o de aproximadamente 0.5 m. Esta es la segunda fase Mg17Al12 precipitada de la soluci\u00f3n s\u00f3lida sobresaturada de base a-Mg durante el proceso de enfriamiento despu\u00e9s del laminado en caliente, lo que muestra la finura de esta distribuci\u00f3n morfol\u00f3gica. El Mg17Al12 bif\u00e1sico puede inhibir efectivamente el movimiento de dislocaci\u00f3n, mejorar la resistencia del material y desempe\u00f1ar el papel de fortalecer la dispersi\u00f3n, pero no reducir\u00e1 significativamente la plasticidad de la aleaci\u00f3n de magnesio AZ31.<\/p>

Observaci\u00f3n de la interfaz del material<\/h3>
\"\"<\/figure>

Figura 3 Escaneo de l\u00ednea de interfaz m\u00f3vil Mg \/ Al [1]<\/p>

La figura 3 es una imagen de exploraci\u00f3n de l\u00ednea de la interfaz compuesta rodante Mg \/ Al. A partir del gr\u00e1fico, podemos ver que se puede obtener el escaneo de l\u00ednea a trav\u00e9s de la interfaz entre Mg y Al. En el lado de Al, el contenido de Mg es bajo, y en el lado de Mg, Al es casi cero. Sin embargo, en la interfaz, se produce aproximadamente la mitad de Mg y Al, lo que indica que la difusi\u00f3n se produce en la interfaz, formando Mg y Al. Capa de difusi\u00f3n.<\/p>

Observaci\u00f3n de fractura de material.<\/h3>
\"\"<\/figure>

\n\n(a) As-cast  \n\n<\/p>

\"\"<\/figure>

 (b) Laminado en caliente<\/p>

Figura 4 Morfolog\u00eda de fractura por tracci\u00f3n de la aleaci\u00f3n de magnesio AZ31<\/p>

La morfolog\u00eda de escaneo SEM de la fractura por tracci\u00f3n de la aleaci\u00f3n de magnesio AZ31 as-cast se muestra en la figura 3-6. De la Fig. 4 (a), se puede ver que hay plataformas obvias de fractura por escisi\u00f3n y algunos hoyuelos en el punto de rotura final, que son b\u00e1sicamente fracturas de cuasi escisi\u00f3n con poca plasticidad. Esto se debe a que hay una gran segunda fase fr\u00e1gil de Mg17Al12 en el l\u00edmite de grano de la aleaci\u00f3n de magnesio AZ31 moldeada, que es f\u00e1cil de romper y formar una fuente de grietas durante la deformaci\u00f3n por tracci\u00f3n. La morfolog\u00eda de la fractura de la aleaci\u00f3n de magnesio AZ31 laminada en caliente muestra un fen\u00f3meno de cuello obvio. Como se muestra en la Figura 4 (b), la morfolog\u00eda de la macro fractura de la aleaci\u00f3n de magnesio AZ31 muestra una morfolog\u00eda de fractura d\u00factil con un tama\u00f1o de hoyuelos que var\u00eda de 5 a 20 m.<\/p>

Observaciones finales<\/h2>

La microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (SEM) se usa ampliamente en la ciencia de los materiales. Se puede utilizar no solo en los aspectos anteriores de la ciencia de los materiales, sino tambi\u00e9n en la falla por fatiga de los metales y la observaci\u00f3n morfol\u00f3gica de impurezas. Como estudiante con especializaci\u00f3n en materiales, debemos comprender el principio de funcionamiento y la aplicaci\u00f3n de la microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido, y hacer un uso completo de la herramienta de microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido en nuestra investigaci\u00f3n cient\u00edfica para realizar un estudio exhaustivo y meticuloso de los materiales.<\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Since the first commercial scanning electron microscope came out in 1965, after 40 years of continuous improvement, the resolution of scanning electron microscopy has increased from 25 nm of the first one to 0.01 nm. Most scanning electron microscopy can be combined with X-ray spectrometer and X-ray energy spectrometer, which has become a comprehensive analysis…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":19444,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-13638","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/1.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13638","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13638"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13638\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19444"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13638"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13638"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13638"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}