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发表时间:2019-11-07 16:22作者:武汉铄思百检测技术有限公司来源:铄思百检测


随着电子源、扫描和图像采集处理系统的发展,扫描电镜已成为纺织、医药、机械加工、材料、半导体制造、微电路检测甚至月球岩石样品分析等领域的主要研究手段可以说,扫描电镜的未来有着广阔的发展和应用前景同时,它也朝着复合型的方向发展,即与X射线能谱分析技术相结合,成为研究和分析物体表面结构和微区化学成分的最有效工具


扫描电镜的原理


扫描电镜适用于表面形貌的观察,特别是粗糙表面的观察和分析图像立体逼真,易于识别和解释放大范围大,一般为50-20000倍对于具有相组成的非均质材料,在低功率和高功率下进行普查和观测分析是非常方便的它有相当高的分辨率,高达2-6纳米

扫描电镜的原理.jpg

  扫描电子显微镜主要利用二次电子成像技术,即由聚光镜和物镜组成的电子光学系统,将电子枪发射的电子聚集成非常精细的电子束,聚焦在样品表面同时,对样品表面进行逐级扫描从样品表面发射的二次电子被探测器收集,通过视频放大形成图像信号,然后由显像管显示获得的图像可以直接观察、拍摄或记录存储它还可用于分析样品的组成,晶格,阴极发光,诱导电导和其他方面


扫描电镜在纺织材料中的应用


 1、纤维表面形貌观察和元素成分分析


纤维材料的表面物理形态和化学结构是决定材料性能的基本因素,也是影响纤维材料摩擦性能、光学性能、吸水性和生物相容性的主要因素纤维表面形貌的扫描电镜观察与分析

喷金后,样品可直接放入样品室观察根据纤维不同的微观结构,即不同的细度、不同的尺度等形态特征,同一时纤维表面上的不同元素产生不同能量的特征X射线通过分析这些X射线的能量,我们可以知道其组成元素,并可以看出各种微量元素的差异从这两个方面,可以进行物种鉴定和纤维鉴定,用荧光屏精确测量各种纤维的直径和数量,得到各种纤维的定量分析结果它还可以通过观察织物的结构特征、纱线的中纤维排列形状和纱线的纤维径方向分布来分析纱线的物理力学性能耐磨和染色性能。


  2、纺织材料失效分析

  纺织材料的失效分析主要包括磨损、断裂和腐蚀利用扫描电镜(SEM)对磨损表面和腐蚀进行了分析利用扫描电镜和能谱仪进行表面形貌分析、微区成分定性和半定量分析,优先了解腐蚀的缺陷类型、材料等因素,以确定材料失效的原因利用扫描电镜观察和分析材料的断裂特征,分析和分类断裂机理,确定断裂类型,确定裂纹源的位置和扩展方向根据断口学原理,判断断裂性质,追查断裂原因,研究断裂是否与原材料质量或后续加工或使用关等有关减少疵点的数量和大小,提高织物的性能


  3、超微尺寸材料的研究

  扫描电镜可以在比微米尺寸更小的范围内获得高倍率、立体感强、直观的二次电子图像。纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米个颗粒组成,一般指粒径为纳米-100nm的颗粒具有拒水、拒油、抗静电、防污、抗菌、柔软等功能通过扫描电镜,可以直观地观察到超细纳米材料的表面形貌,观察到纳米的结构,观察到颗粒的均匀性,也可以通过这种方法改变颗粒孔分布,解决了颗粒团聚问题功能性纺织材料的研究和开发是未来的发展趋势,扫描电镜在这一领域的作用将越来越突出


  4、表面整理剂研究

  使用不同的表面整理剂可以提高织物的耐磨性耐洗、抗皱、抗静电性、防水性和拒油性,对它们的研究也越来越重要扫描电子显微镜在研究纤维的表面性质和结构,分析整理剂与纤维的结合状态,研究其分散性与纤维性能之间的关系,探讨特殊整理剂的作用机理和发展方向等方面发挥着越来越重要的作用新的整理剂特别是能谱技术可用于对整理剂处理后的纤维表面元素的定性和半定量分析,给出元素浓度分布的扫描图像,并对其所含元素的浓度进行定量分析


  5、表面改性处理的研究

  表面改性处理的手段主要包括化学氧化法、低温等离子体改性、辐射接枝法等。经过改性处理的纤维可用扫描电镜和能谱仪来观察其微观结构组成以及表面化学成分、浓度分布,从而确定纱线接触面上的沉积物以及磨损、刻蚀、沉淀、辐射等引起的表面性能的变化为材料表面性能评价专家提供技术支持研究改性剂的生产工艺及其应用具有重要意义

扫描电镜.jpg


  6、显微组织研究

  在扫描电镜的高倍观察条件下,材料的微观结构非常清晰可以用来观察察纤维的孔洞结构,分析不同孔洞结构与纤维性能的关系或者在多相结构材料中,特别是在一些共晶材料和复合材料的微观结构和分析中,由于采用了深扫描电子显微镜,我们完全可以用深浸蚀法在一定程度上溶解基体相深度,从而使要观察和研究的相暴露出来这样在扫描电子显微镜下就可以观察到相的三维和三维,这是光学显微镜和透射电镜所不能做到的


  7、断裂过程的动态研究

  扫描电镜(SEM)的大视场深度和大视场能清晰地显示纤维断口的三维形貌,高倍镜下可观察到断口局部区域的精细结构这种图像有助于研究裂缝的产生、发展和来源某些类型的扫描电镜具有较大的拉伸力拉伸台装置,这为研究纤维断裂过程的动态过程提供了极大的便利它可以用来研究纤维的机械力学性能在拉伸试样的过程中,可以直接观察到裂纹的萌生和扩展与纤维显微组织的关系,也可以连续记录,为纺织材料的研究提供了最直接的证据。


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