Файл: Научноисследовательская работа секция Физика Принцип работы сканирующего электронного микроскопа и его использование в Геологии.pptx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 69
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Бюджетное Муниципальное общеобразовательное учреждение многопрофильная гимназия № 12 г. Твери. Сокращённое наименование: МОУ гимназия № 12 г. ТвериXXIV городская научно-практическая конференция школьников «шаг в будущее» Научно-исследовательская работа секция: «Физика» «Принцип работы сканирующего электронного микроскопа и его использование в Геологии»Выполнил: ученик 10 «А» классаИващенков Андрей Владимирович Ведущий учитель:Заслуженный учитель РФ,учитель физики высшей категорииАндреева Ольга НиколаевнаНаучный консультант: мл.науч.сотр. кафедры геологии СПбГУОсипов Анатолий Станиславович Целью данной работы является получение новых знаний о сканирующем электронном микроскопе и его использовании в геологии. Актуальность темы научно-исследовательской работы заключается в том, что СЭМ (сканирующий электронный микроскоп) является одним из самых востребованных и популярных приборов в современной геологии для быстрого изучения вещественного состава образца. Задачи:1.Изучить литературу по данной теме и раскрыть, на мой взгляд, важные характеристики СЭМ; 2.Отобрать каменный образец и сделать специальную пробоподготовку;3.Определить качественный элементный состав исследуемого образца методом рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) в СЭМ.История развития сканирующей электронной микроскопииСканирующий электронный микроскоп (В. Зворыкин и другие., 1942 г.)В 1952 году в К. Оутли вместе с Мак-Маллэном создают первый СЭМ в Кембриджском университете. В 1960 году Т. Эверхат и Р. Торнли изобрели новый детектор – «детектор Эверхарта-Торнли». В 1965 году на базе Кембриджского университета был выпушен первый коммерческий сканирующий электронный микроскоп – «Stereoscan». В последующие годы более 1000 СЭМ были проданы ряду фирм-производителей Японии, США, Великобритании, Франции и др.Устройство сканирующего электронного микроскопа (СЭМ)
Общая схема СЭМСхема электронной пушки Взаимодействие электронного пучка с образцомОбласть генерации различных типов сигналов в СЭМФорма областей взаимодействия падающих электронов с образцом (а – низкий атомный номер, б – высокий атомный номер) В СЭМ для построения изображения используются различные типы сигналов, которые появляются при взаимодействии сфокусированного электронного пучка (зонда) с исследуемым образцом.Взаимодействие электронного пучка с образцомДля того чтобы изображение было сформировано в СЭМ, необходимо использовать соответствующий детектор, который преобразует интересующее излучение в электрический сигнал и модулирует интенсивность на рабочем экране для наблюдения и получения фотографии.Схема детектора Эверхата – ТорнлиПрактическая часть Каменный образецМесто отбора каменного материла (М 1:100 000)Практическая часть 1)СЭМ TESCAN VEGA;2)Прозрачно-полированный шлиф, который напылен электропроводным слоем – углеродом. Индивидуальный номер 810461;3)Напылительная установка Q150T Plus.1)2)3)Практическая часть Электронное изображение СЭМ (SEI-вторичные электроны)Электронное изображение СЭМ (BEC-обратно рассеянные электроны)Изображение в обратно рассеянных электронах (BEC) и «точка» исследования зерна минерала; масштаб изображения – 0.3 мм.Энергодисперсионный рентгеновский спектр силикатного минерала
Практическая часть Главная рабочая страница программы «MINAL»
Пример химического состава образца 810461, мас. %Заключение
Общая схема СЭМСхема электронной пушки Взаимодействие электронного пучка с образцомОбласть генерации различных типов сигналов в СЭМФорма областей взаимодействия падающих электронов с образцом (а – низкий атомный номер, б – высокий атомный номер) В СЭМ для построения изображения используются различные типы сигналов, которые появляются при взаимодействии сфокусированного электронного пучка (зонда) с исследуемым образцом.Взаимодействие электронного пучка с образцомДля того чтобы изображение было сформировано в СЭМ, необходимо использовать соответствующий детектор, который преобразует интересующее излучение в электрический сигнал и модулирует интенсивность на рабочем экране для наблюдения и получения фотографии.Схема детектора Эверхата – ТорнлиПрактическая часть Каменный образецМесто отбора каменного материла (М 1:100 000)Практическая часть 1)СЭМ TESCAN VEGA;2)Прозрачно-полированный шлиф, который напылен электропроводным слоем – углеродом. Индивидуальный номер 810461;3)Напылительная установка Q150T Plus.1)2)3)Практическая часть Электронное изображение СЭМ (SEI-вторичные электроны)Электронное изображение СЭМ (BEC-обратно рассеянные электроны)Изображение в обратно рассеянных электронах (BEC) и «точка» исследования зерна минерала; масштаб изображения – 0.3 мм.Энергодисперсионный рентгеновский спектр силикатного минерала
| Шлиф | Поле | № спектра | SiO2 | Al2O3 | FeO | CaO | Na2O | K20 | Сумма |
| Содержания оксидов, мас.% | |||||||||
| 810461 | 1-1 | 025 | 99.33 | - | 0.21 | 0.35 | - | - | 99.89 |
| 810461 | 1-2 | 021 | 64.01 | 18.48 | 0.04 | - | - | 17.46 | 99.99 |
| 810461 | 1-3 | 026 | 63.39 | 18.19 | 0.21 | - | 0.04 | 17.38 | 99.21 |
Пример химического состава образца 810461, мас. %Заключение
- Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) на сегодняшний день является одним из наиболее современных приборов, который используется в междисциплинарной науке Геологии.
- Основной принцип работы СЭМ основан на взаимодействии электронного пучка с исследуемым веществом. При помощи специального детектора, через который проходит электронный пучок (зонд), аналитик лаборатории может получить информацию о свойствах исследуемых различных твердых тел.
- В ходе научно-исследовательской работы мной был отобран образец для изучения и проведена специальная его пробоподготовка.
- При помощи рентгеноспектрального микроанализа был определен качественный элементный состав исследуемого образца, диагностированный как горная порода – гранит.