隨著科研工作者越來越重視各種材料性能和材料微觀結構浦匾、成分、晶體取向之間的關系，僅僅觀察樣品靜態(tài)信息的傳統(tǒng)掃描電鏡已經不能滿足現(xiàn)在科研的需求了铆惑。因此，原位掃描電鏡應運而生送膳，并成為掃描電鏡重要的發(fā)展方向之一员魏。

原位掃描電鏡是什么？

原位掃描電鏡即以掃描電鏡為平臺，搭載各類原位樣品臺乌换，如加熱臺稿棚、力學拉伸臺、冷凍臺取阳，通過采集和分析原位實驗過程中樣品的各種信息采缎，可以將樣品的微觀形貌、成分灌罐、晶體取向信息與樣品的宏觀性能（如力學敌菩、熱力學性能）結合起來。如圖1為原位拉伸過程中鋼鐵樣品的微觀形貌的變化坡循。

▲ 圖1 不銹鋼樣品經過力學拉伸過程中微觀組織的變化

原位掃描電鏡的要求和挑戰(zhàn)

為了實現(xiàn)樣品微觀形貌與性能關系的表征疏拱，原位實驗對掃描電鏡的要求非常高，下面列舉了原位實驗對于掃描電鏡的要求和挑戰(zhàn)：

01

如何將原位樣品臺安裝在電鏡中

并控制原位程序肯拨？

通常原位臺的尺寸和重量都較大榕每，如拉伸臺的最大尺寸在100~250mm之間，重量約1~4kg雪猪，此外栏尚，安裝原位樣品臺還需要占據(jù)額外的接口，用于原位臺的通訊只恨、供電等問題抵栈；相比于掃描電鏡普通樣品，原位樣品臺的這些特殊性對掃描電鏡樣品臺的承重能力坤次、樣品倉室大小古劲、接口數(shù)量提出了更高的要求。

蔡司場發(fā)射掃描電鏡無論是樣品倉室大小缰猴、樣品臺承重能力产艾，還是接口數(shù)量可滿足絕大多數(shù)原位臺的要求。

02 如何在原位實驗中保持電鏡的超高分辨性能滑绒？

傳統(tǒng)掃描電鏡通常采用浸沒式物鏡設計提高成像分辨率闷堡，引入減速模式還可以進一步提高低電壓下的分辨率；在進行原位實驗時疑故，浸沒式和減速模式將受到原位臺的限制而不能使用杠览，這將大大降低了傳統(tǒng)掃描電鏡在原位實驗過程中成像的分辨率。

蔡司特有的Gemini技術使電子束在鏡筒內完成加減速以提高分辨率昵乾，原位臺的使用將不會改變電鏡高分辨的成像模式牺缰，從而可輕松實現(xiàn)原位實驗過程中高分辨成像和分析。

03 原位實驗過程中樣品釋放氣體怎么辦歼取？

大多數(shù)的原位實驗不會釋放氣體醋咒，這類原位實驗在高真空電鏡倉室環(huán)境中就可完成负稚；但是也有少數(shù)特殊的樣品在高溫原位實驗過程中釋放氣體，為了避免瞬間放氣對電鏡造成的損傷晦苞，蔡司場發(fā)射掃描電鏡可為客戶提供低真空功能央改。

原位掃描電鏡案例介紹

▲ 圖2 場發(fā)射電鏡儀器外觀圖

蔡司場發(fā)射掃描電鏡可搭載眾多廠家的原位加熱臺、力學拉伸臺浊娄，如祺躍科技仑锥、Deben、KW矗夯、NewTec德州、GATAN、muinstruments等花炭，現(xiàn)在已有多家科研院所在蔡司的掃描電鏡平臺上搭載原位樣品臺，并產出了許多喜人的科研成果躲履。

如圖3见间，4為西北工業(yè)大學林鑫課題組發(fā)表在Acta Materialia雜志上的文章[1]，文章中使用蔡司場發(fā)射掃描電鏡與配備的原位力學臺研究了激光加工生成的Ti-6Al-4V合金在拉伸過程中裂紋萌生和生長的全過程工猜，還研究了力-位移曲線與微觀表面形貌變化之間的關系米诉，并對不同的激光條件加工的樣品進行測試，得到最佳的合成條件篷帅，對材料的合成和生產具有指導意義史侣。

▲ 圖3  a) Ti-6Al-4V合金的力-位移曲線，圖中a~i為原位拉伸實驗過程中暫停采集SEM圖像的位點魏身；b) 為圖a插圖中原位拉伸樣品中缺口（notch）的SEM低倍圖像和局部放大圖惊橱。

▲ 圖4 圖2a中拉伸過程中選擇的9個測試位點的SEM圖像

看了文章，大家對原位電鏡是否有更多的設想箭昵？原位實驗過程中税朴，大家是否有碰到過困擾或者難處，歡迎大家在文末留言家制，優(yōu)秀的留言還有機會獲得獎品哦正林。

參考文獻：

1.Y.M. Re, X. Lin, X. Fu, H. Tan, J. Chen, W.D. Huang, Microstructure and deformation behavior of Ti-6Al-4V alloy by high-power laser solid forming, Acta Materialia. 132(2017)82-95.

（張芳、李輝 蔡司顯微鏡）

聲明：本網站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網裕消，轉載的目的在于傳遞更多信息及用于網絡分享桃铛，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構成任何其他建議顶怠。本站部分作品是由網友自主投稿和發(fā)布假磺、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺腻学，不為其版權負責绵布。如果您發(fā)現(xiàn)網站上所用視頻鸵丸、圖片、文字如涉及作品版權問題肪禾，請第一時間告知贪焊，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內容，以保證您的權益袁羔！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn惦肴。