{"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\/fr\/application-of-scanning-electron-microscope-in-material-analysis\/","title":{"rendered":"Application du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage \u00e0 l'analyse des mat\u00e9riaux"},"content":{"rendered":"

Depuis la sortie du premier microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage commercial en 1965, apr\u00e8s 40 ans d'am\u00e9lioration continue, la r\u00e9solution de la microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage est pass\u00e9e de 25 nm du premier \u00e0 0,01 nm. La plupart des microscopies \u00e9lectroniques \u00e0 balayage peuvent \u00eatre combin\u00e9es avec un spectrom\u00e8tre \u00e0 rayons X et un spectrom\u00e8tre d'\u00e9nergie \u00e0 rayons X, qui est devenu une analyse compl\u00e8te du micro-monde de surface. Instrument multifonctionnel de microscopie \u00e9lectronique. La microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB) est devenue un outil puissant largement utilis\u00e9 dans divers domaines scientifiques et secteurs industriels. La microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (SEM) a \u00e9t\u00e9 largement utilis\u00e9e dans de nombreux domaines, tels que la g\u00e9ologie, la biologie, la m\u00e9decine, la m\u00e9tallurgie, le traitement m\u00e9canique, les mat\u00e9riaux, la fabrication de semi-conducteurs et l'inspection des c\u00e9ramiques.<\/p>

La microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB) joue un r\u00f4le extr\u00eamement important dans le domaine des mat\u00e9riaux. Il est largement utilis\u00e9 dans l'\u00e9tude de la morphologie, de l'\u00e9tat de l'interface, du m\u00e9canisme d'endommagement et de la pr\u00e9diction des performances des mat\u00e9riaux de divers mat\u00e9riaux. La microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (SEM) peut \u00eatre utilis\u00e9e pour \u00e9tudier directement les d\u00e9fauts cristallins et leur processus de production. Il peut observer le mode d'agr\u00e9gation des atomes dans les mat\u00e9riaux m\u00e9talliques et leurs v\u00e9ritables fronti\u00e8res. Il peut \u00e9galement observer le mode de d\u00e9placement des fronti\u00e8res dans diff\u00e9rentes conditions. Il peut \u00e9galement v\u00e9rifier les dommages et les dommages caus\u00e9s par les radiations caus\u00e9s par le cristal lors de l'usinage de surface.<\/p>

Principe de fonctionnement du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage<\/h2>
\"\"<\/figure>

Le principe de fonctionnement du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage est illustr\u00e9 dans <\/p>

Fig. 1 Sch\u00e9ma de principe du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage<\/p>

Le microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage (SEM) est compos\u00e9 de faisceaux d'\u00e9lectrons \u00e9mis par un canon \u00e0 \u00e9lectrons. Sous l'action d'une tension acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e, les faisceaux d'\u00e9lectrons convergent \u00e0 travers un syst\u00e8me de lentilles magn\u00e9tiques pour former un syst\u00e8me optique \u00e9lectronique d'un diam\u00e8tre de 5 nm. Apr\u00e8s deux ou trois lentilles \u00e9lectromagn\u00e9tiques, les faisceaux d'\u00e9lectrons convergent en un mince faisceau d'\u00e9lectrons focalis\u00e9 sur la surface de l'\u00e9chantillon. Une bobine de balayage est mont\u00e9e sur la face sup\u00e9rieure de la lentille finale, sous laquelle le faisceau d'\u00e9lectrons est balay\u00e9 sur la surface de l'\u00e9chantillon. En raison de l'interaction entre les faisceaux d'\u00e9lectrons \u00e0 haute \u00e9nergie et les mat\u00e9riaux de l'\u00e9chantillon, diff\u00e9rents types d'informations sont g\u00e9n\u00e9r\u00e9s\u00a0: \u00e9lectrons secondaires, \u00e9lectrons de r\u00e9tro-r\u00e9flexion, \u00e9lectrons d'absorption, rayons X, \u00e9lectrons Auger, cathodoluminescence et \u00e9lectrons de transmission. Ces signaux sont re\u00e7us par le r\u00e9cepteur correspondant, amplifi\u00e9s et envoy\u00e9s \u00e0 la grille du tube image pour moduler la luminosit\u00e9 du tube image. Du fait que le courant sur la bobine de balayage correspond \u00e0 la luminosit\u00e9 du tube image, c'est-\u00e0-dire que lorsque le faisceau d'\u00e9lectrons frappe un point de l'\u00e9chantillon, une tache lumineuse appara\u00eet sur l'\u00e9cran du tube image. De cette fa\u00e7on, la microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (SEM) utilise une m\u00e9thode d'imagerie point par point pour convertir les diff\u00e9rentes caract\u00e9ristiques de la surface de l'\u00e9chantillon en signaux vid\u00e9o proportionnellement afin de compl\u00e9ter une trame d'images, de sorte que nous puissions observer diverses images caract\u00e9ristiques de la surface de l'\u00e9chantillon sur l'\u00e9cran fluorescent.<\/p>

Annexe du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage<\/h2>

La microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB) est g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9quip\u00e9e d'un spectrom\u00e8tre ou d'un spectrom\u00e8tre d'\u00e9nergie. Le spectrom\u00e8tre utilise l'\u00e9quation de Bragg 2dsin (= () pour exciter les rayons X de l'\u00e9chantillon et les s\u00e9parer par des cristaux appropri\u00e9s. Les rayons X caract\u00e9ristiques avec diff\u00e9rentes longueurs d'onde auront des angles de diffraction diff\u00e9rents de 2 (). Le spectrom\u00e8tre est un outil puissant pour Analyse des composants de micro-zone La r\u00e9solution de longueur d'onde du spectrom\u00e8tre est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e, mais sa gamme d'applications est limit\u00e9e en raison de la faible utilisation des rayons X. Le spectrom\u00e8tre d'\u00e9nergie est une m\u00e9thode d'analyse d'\u00e9l\u00e9ments bas\u00e9e sur la diff\u00e9rence d'\u00e9nergie du quantum de rayons X Pour un \u00e9l\u00e9ment, lorsque le quantum de rayons X transite de l'estomac du nombre quantique principal N1 au nombre quantique principal n2, il existe une \u00e9nergie sp\u00e9cifique (=(n1-(n2). Le spectrom\u00e8tre \u00e0 dispersion d'\u00e9nergie a une r\u00e9solution \u00e9lev\u00e9e et une vitesse d'analyse rapide , mais sa capacit\u00e9 de r\u00e9solution est m\u00e9diocre. Il y a souvent des lignes qui se chevauchent et la pr\u00e9cision de l'analyse des \u00e9l\u00e9ments pour un faible contenu est tr\u00e8s faible.<\/p>

Les spectrom\u00e8tres et les spectrom\u00e8tres d'\u00e9nergie ne peuvent pas se remplacer, mais se compl\u00e8tent.<\/p>

Application du microscope \u00e9lectronique \u00e0 balayage en science des mat\u00e9riaux<\/h2>

Observation de la morphologie de surface des mat\u00e9riaux<\/h3>
\"\"<\/figure>

<\/p>

FIGURE 1 MORPHOLOGIE SEM DE LA SURFACE DE PELAGE LAT\u00c9RALE LAMIN\u00c9E \u00c0 CHAUD Mg<\/p>

La morphologie SEM de la surface de pelage c\u00f4t\u00e9 Mg d'une t\u00f4le plaqu\u00e9e Al-Mg lamin\u00e9e \u00e0 chaud (temp\u00e9rature de laminage 400 C, taux de r\u00e9duction 45%) est illustr\u00e9e \u00e0 la figure 1. D'apr\u00e8s le graphique, nous pouvons clairement voir qu'il y a beaucoup de bords et de plates-formes de d\u00e9chirure sur la surface de pelage, et il y a de nombreuses petites rayures radiales et fossettes sur la plate-forme de d\u00e9chirure.<\/p>

Deuxi\u00e8me phase d'observation du mat\u00e9riel<\/h3>
\"\"<\/figure>

Figure 2 Microstructure haute puissance de l'alliage de magn\u00e9sium AZ31 par SEM<\/p>

It can be clearly seen from Fig. 2 that the size of the second phase Mg17Al12 after fragmentation is about 4 m, and there are many dispersed small particles near the “bulk” Mg17Al12 with the size of about 0.5 m. This is the second phase Mg17Al12 precipitated from the supersaturated solid solution of a-Mg base during the cooling process after hot rolling, showing the fineness of this morphological distribution. Biphasic Mg17Al12 can effectively inhibit dislocation movement, improve material strength and play the role of dispersion strengthening, but will not significantly reduce the plasticity of AZ31 magnesium alloy.<\/p>

Observation de l'interface mat\u00e9rielle<\/h3>
\"\"<\/figure>

Figure 3 Balayage des lignes d'interface de roulement Mg\/Al [1]<\/p>

La figure 3 est une image \u00e0 balayage lin\u00e9aire de l'interface composite de roulement Mg\/Al. D'apr\u00e8s le graphique, nous pouvons voir que le balayage lin\u00e9aire \u00e0 travers l'interface entre Mg et Al peut \u00eatre obtenu. C\u00f4t\u00e9 Al, la teneur en Mg est faible, et c\u00f4t\u00e9 Mg, Al est quasiment nulle. Cependant, \u00e0 l'interface, environ la moiti\u00e9 de Mg et Al se produisent, indiquant que la diffusion se produit \u00e0 l'interface, formant Mg et Al. Couche de diffusion.<\/p>

Observation de rupture de mat\u00e9riau<\/h3>
\"\"<\/figure>

\n\n(a) Tel que coul\u00e9  \n\n<\/p>

\"\"<\/figure>

 (b) Lamin\u00e9 \u00e0 chaud<\/p>

Figure 4 Morphologie de rupture de traction de l'alliage de magn\u00e9sium AZ31<\/p>

La morphologie de balayage SEM de la fracture de traction de l'alliage de magn\u00e9sium AZ31 brut de coul\u00e9e est illustr\u00e9e \u00e0 la Fig. 3-6. Sur la figure 4 (a), on peut voir qu'il existe des plates-formes de fracture par clivage \u00e9videntes et quelques fossettes au point de d\u00e9chirure final, qui sont essentiellement une fracture de quasi-clivage avec une faible plasticit\u00e9. En effet, il existe une grande seconde phase fragile Mg17Al12 \u00e0 la limite des grains de l'alliage de magn\u00e9sium AZ31 brut de coul\u00e9e, qui est facile \u00e0 fissurer et \u00e0 former une source de fissures lors de la d\u00e9formation en traction. La morphologie de fracture de l'alliage de magn\u00e9sium AZ31 lamin\u00e9 \u00e0 chaud montre un ph\u00e9nom\u00e8ne de striction \u00e9vident. Comme le montre la figure 4 (b), la morphologie de macro-fracture de l'alliage de magn\u00e9sium AZ31 montre une morphologie de fracture ductile avec une taille de fossette allant de 5 \u00e0 20 m.<\/p>

Remarques finales<\/h2>

La microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage (MEB) est largement utilis\u00e9e en science des mat\u00e9riaux. Il peut \u00eatre utilis\u00e9 non seulement dans les aspects ci-dessus de la science des mat\u00e9riaux, mais \u00e9galement dans la rupture par fatigue des m\u00e9taux et l'observation morphologique des impuret\u00e9s. En tant qu'\u00e9tudiant sp\u00e9cialis\u00e9 dans les mat\u00e9riaux, nous devons comprendre le principe de fonctionnement et l'application de la microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage, et utiliser pleinement l'outil de microscopie \u00e9lectronique \u00e0 balayage dans notre recherche scientifique pour mener une \u00e9tude compl\u00e8te et m\u00e9ticuleuse des mat\u00e9riaux.<\/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\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13638","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13638"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13638\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19444"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13638"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13638"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13638"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}