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飞纳电镜在观察磁性材料的应用

2021.3.08

常常有用户询问小编:飞纳电镜能否测试磁性材料?有那些注意事项?今天,我们将一一解答。

 

为什么有的用户会有这样的顾虑和担忧?

 

扫描电子显微镜原理上是利用聚焦电子束在测试样品上表面扫描,激发出各种物理信息。电子束需要利用电磁透镜进行细化和聚焦,若样品本身具有明显磁性会干扰电磁透镜的正常工作,导致无法使样品拍摄清楚;做能谱分析时,容易造成打偏等现象。同时,如果样品没有粘贴牢固,可能导致样品被吸附在极靴上,导致电镜故障。因此,有些用户对飞纳电镜能否测试磁性样品表示担忧。

 

接下来我们聊一聊电镜电磁透镜的设计。距离样品最近的一个电磁透镜为物镜,最容易受到样品的影响,也最容易影响到样品,因此物镜的设计对磁性样品观察十分重要。

 

目前,常见物镜设计有三种:外透镜模式、内透镜模式、半内透镜模式。飞纳电镜的物镜采用外透镜模式,将物镜产生的磁场尽可能与样品隔离,将磁性样品对电镜的影响降到最低。如下图所示,极靴将电磁透镜产生的磁场包住,不让其泄露到样品区。正如等效磁场所示,样品在等效磁场外。

 

外透镜模式示意图

 

内透镜模式、半内透镜模式的设计都会使样品暴露在等效磁场内,因此需要额外的消磁设备对样品进行消磁处理,或增大样品的工作距离,使样品尽可能远离等效磁场,但这样操作会使样品测试清晰度下降。

 

虽然飞纳电镜采用了外透镜模式,但测试磁性样品时还是需要小心谨慎:

 

首先,样品必须粘贴牢固,并利用压缩气体吹扫,保证无松散颗粒脱落掉入电镜真空腔内,或污染电镜。

 

其次,测试磁性样品时,会产生像散,需要操作人员消像散操作。这是因为当电子透过物镜,将要抵达样品表面时会受到样品磁场的影响,导致电子束发生变形,引起像散现象。

 

最后,对于部分磁性较强的永磁材料,可以采用热退磁的方法,提高其成像效果。将磁体加热到居里温度以上 100 摄氏度,并保温超过半小时,可以有效使其磁性消除。

 

下面让我们欣赏一些磁性材料的电镜图片

 

钕铁硼速凝片

 

烧结钕铁硼磁体

 

钐钴磁体金相

 

钐钴磁体断口


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