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Les humains s’appuient sur leurs sens pour percevoir le monde, et ces instruments d’analyse microscopique étendent la perception humaine. Nous connaissons tous les microscopes optiques, mais ces microscopes, qui fonctionnent sur la base de l'imagerie par lentille, sont limités par la limite d'Abbe, où la résolution est limitée à la moitié de la longueur d'onde de la lumière utilisée. Par conséquent, la résolution des microscopes optiques n'est qu'au niveau micrométrique en raison de la limitation de la longueur d'onde de la lumière. Cependant, les électrons qui se déplacent rapidement ont une dualité onde-particule et, en tant qu'onde, une caractéristique importante des électrons est leur longueur d'onde. Avec l'augmentation de la tension d'accélération, la longueur d'onde des électrons diminue. En utilisant des tensions d'accélération plus élevées, telles que 30 kV, il est possible d'obtenir des électrons d'une longueur d'onde d'environ 19 µm. Les microscopes électroniques sont créés en utilisant des électrons comme « lumière » et en remplaçant les lentilles optiques conventionnelles par des lentilles magnétiques. Lorsque les électrons interagissent avec un échantillon solide, ils produisent une série d'informations relatives à l'échantillon, notamment la force électromotrice induite, la cathodoluminescence, les rayons X caractéristiques, les électrons rétrodiffusés, les électrons Auger, les électrons secondaires, les électrons absorbés, les électrons transmis, etc. en utilisant ces informations, il est possible d'obtenir des informations structurelles à l'échelle microscopique. Lles différences entre SEM et TEM SEM (microscope électronique à balayage) et TEM (microscope électronique à transmission) sont deux formes courantes de microscopes électroniques. SEM utilise des Slectrons Esecondaires (SE) et des Back-lectrons Edispersés (BSE) pour capturer des images de la surface de l'échantillon , tandis que la TEM détecte les électrons transmis pour générer des images de projection à travers le intérieur du spécimen. SEM scanne la surface de l'échantillon avec un faisceau d'électrons focalisé et collecte les signaux générés à chaque point pour construire une image amplifiée pixel par pixel. La bobine de balayage située sous l'objectif est utilisée pour guider le faisceau avec précision à travers la surface de l'échantillon dans le plan X-Y. En fonction du grossissement (jusqu'à 2 millions de fois), le faisceau balaie un champ de vision allant de quelques micromètres à millimètres. Les tensions d'accélération typiques pour SEM vont de 1 kV à 30 kV, où des tensions d'accélération plus faibles fournissent un faisceau plus doux, ce qui est utile pour l'imagerie de échantillons sensibles au faisceau et isolants. s. Les électrons secondaires sont moins sensibles aux numéros atomiques et plus adaptés à l'observation de la topographie de la surface, tandis que les électrons rétrodiffusés produisent des signaux plus élevés pour les échantillonsavec des numér...

Le principe d'un Scanning Electron Microscope (MEB) implique l'émission d'un faisceau d'électrons provenant d'un canon à électrons, qui est accéléré par un champ électrique. Le faisceau d'électrons balaye le spécimen surface ligne par ligne, excitant le spécimen pour produire divers signaux physiques. Ces signaux sont collectés par des détecteurs et convertis en signaux vidéo dans un ordre séquentiel et proportionnel. En détectant un signal spécifique, en amplifiant le signal vidéo et en traitant le signal, une image de balayage reflétant les caractéristiques de surface du spécimen est obtenue sur l'écran d'affichage. Problèmes courants : 1. La nature magnétique d'un échantillon affecte-t-elle les tests SEM ? a. Interférence du champ magnétique : Le faisceau d'électrons dans le SEM est focalisé par des lentilles électromagnétiques. Les éléments magnétiques présents dans le échantillon peuvent générer un champ magnétique qui interfère avec le trajet du faisceau électronique, entraînant une distorsion de l'image ou une résolution réduite. b. Détection de signal : SEM forme des images en détectant Ssecondaires Electrons, Back-S Electrons captés et d'autres signaux résultant de l'interaction entre les électrons et le spécimen. Si le échantillon contient des éléments magnétiques, ces éléments peuvent affecter la diffusion et la détection des électrons, ce qui peut avoir un impact sur la qualité de l'image et la précision de l'analyse de composition. c. Séchantillon Préparation : échantillonscontenant des éléments magnétiques peuvent présenter des difficultés lors de la préparation, car ces éléments peuvent adhérer à d'autres surfaces magnétiques. Par conséquent, des techniques spéciales de préparation des échantillons peuvent être nécessaires pour garantir la stabilité et la représentativité des échantillons . d. Analyse de la composition : Pendant Eénergie Ddispersif Spectromètre (EDS) analyse, si le l'échantillon contient des éléments magnétiques, leurs champs magnétiques peuvent modifier le trajet des rayons X, affectant potentiellement la détection des rayons X. e. Effets de chauffage : Dans certains cas, l'interaction entre le faisceau d'électrons et le échantillon peut générer de la chaleur. Si le échantillon contient des éléments magnétiques, ce chauffage peut provoquer des changements magnétiques locaux dans le échantillon, ce qui peut affecter les résultats de l'analyse SEM. 2. Quels sont les effets des échantillons radioactifs sur les tests SEM ? a. Séchantillon Stabilité : Les processus de désintégration radioactive peuvent provoquer des modifications dans la structure du échantillon, affectant la stabilité et la reproductibilité des résultats d'analyse. . b. Séchantillon Chauffage : La désintégration radioactive peut générer de la chaleur, entraînant un échauffement localisé ou global de l'échantillon, ce qui peut influencer la microstructure de le spécimen et l'interaction avec le faisceau d'électrons. c. Interférence de signal : Échantil...

Avec l’utilisation généralisée des rayons gamma dans les industries, l’agriculture, la médecine et l’alimentation, une mesure précise de la dose de rayonnement est devenue de plus en plus importante. EPR Le spectromètre est actuellement la seule méthode directe pour détecter les électrons non appariés dans un échantillon, permettant la mesure précise de la dose de rayonnement en détectant les radicaux libres générés dans le matériau irradié. La dose de rayonnement peut être classée en dose faible (moins de 1 kGy), dose moyenne (1-10 kGy) et dose élevée (supérieure à 10 kGy), et ses effets peuvent aller de l'absence de symptômes cliniques à des symptômes graves. , des symptômes cliniques mortels précoces et une mort précoce. Après des décennies de recherche, diverses méthodes chimiques, physiques et biologiques ont été développées pour mesurer la dose de rayonnement, notamment des produits multimodaux dotés d'indicateurs photoacoustiques. Avec le développement de la biologie moléculaire, il a été reconnu que certaines molécules biologiques, comme les chromosomes, sont sensibles aux rayonnements et peuvent être utilisées pour mesurer la dose de rayonnement. Cependant, à des doses de rayonnement élevées, l'inactivation des molécules biologiques peut gêner le processus de détection, et les dosimètres biologiques basés sur ce principe nécessitent des temps de traitement et d'analyse des échantillons plus longs. Lorsqu'un matériau est irradié par divers rayonnements ou neutrons, il génère des radicaux libres. Par conséquent, l’utilisation de la spectroscopie par résonance paramagnétique électronique (RPE) pour détecter les radicaux libres générés dans le matériau irradié est une méthode directe et pratique. Les dosimètres conçus à cet effet sur la base de l'EPR sont appelés dosimètres EPR, qui présentent des avantages uniques par rapport aux autres dosimètres : Haute sensibilité pour détecter des niveaux de dose cliniquement significatifs Fournit des données hautement spécifiques et fiables avec une précision suffisante Large gamme de couverture adaptée à une détection rapide Peut fonctionner dans divers environnements Non invasif et non destructeur de l'échantillon Instruments spécialisés faciles à utiliser Cas 1 : Tests d'irradiation des aliments L'irradiation des aliments est le processus consistant à utiliser des rayonnements pour retarder certains processus physiologiques (tels que la germination et la maturation) des aliments frais ou pour traiter les aliments à des fins telles que le contrôle des insectes, la désinfection, la stérilisation et la prévention des moisissures, prolongeant ainsi leur durée de conservation. et stabiliser et améliorer sa qualité. Divers aliments, notamment les viandes, les os, les fruits, les fruits secs et les aliments, produisent des signaux RPE détectables de radicaux libres lorsqu'ils sont irradiés. L’intensité du signal des radicaux libres est liée à la nature des différents matériaux et méthodes de traitement, no...

Température Les exigences de température pour les Electrons Mmicroscopes ne sont pas particulièrement élevées. En règle générale, des températures autour de 26 degrés Celsius en été et de 20 degrés Celsius en hiver sont acceptables pour le confort et l'efficacité énergétique. Cependant, le taux de changement de température est important, les exigences courantes étant ≤0,5°C/3 minutes ou ≤0,5°C/5 minutes. Des systèmes de climatisation centrale de bonne qualité peuvent généralement répondre à ces exigences. Par exemple, une marque bien connue de climatiseur split a un cycle de quatre minutes avec des fluctuations de température d'environ 1 degré Celsius. L'utilisation de systèmes de climatisation de précision n'offre généralement pas d'avantages significatifs en termes de prix, de coûts de maintenance et d'applicabilité. En pratique, les microscopes Eà électrons Mde haute précision ont tendance à être encombrants et à avoir des capacités thermiques plus importantes. Tant que la variation de température à l’intérieur de la pièce n’est pas significative, il est peu probable que des fluctuations mineures sur une courte période aient un impact notable. Il est important d'éviter des températures trop basses dans la salle du microscope électronique pour éviter la condensation et les gouttes d'eau sur les conduites d'eau de refroidissement, les conduites d'azote liquide et les flacons de Dewar. Par exemple, il y a eu un cas où un circuit imprimé spectroscopique à l'ancienne mal placé sous un flacon de Dewar à azote liquide a été endommagé en raison de gouttes de condensation. En ce qui concerne les locaux d'équipements auxiliaires, tels que ceux abritant les réservoirs d'eau de refroidissement à circulation, les compresseurs d'air, les unités d'alimentation sans interruption (UPS) et les pompes à vide, il est nécessaire de calculer la capacité requise du système de climatisation en fonction de la dissipation thermique fournie. dans les spécifications de l'équipement. Si la température dans la salle des équipements auxiliaires est trop élevée, cela peut réduire l'efficacité de refroidissement du réservoir d'eau de refroidissement à circulation et augmenter la dérive thermique des lentilles. Par conséquent, il est recommandé de maintenir la température dans la salle des équipements auxiliaires en dessous de 35 degrés Celsius tout au long de l'année. Hhumidité Les échantillons congelés ont des exigences élevées en matière d'humidité et certains utilisateurs préfèrent une humidité relative inférieure à 25 %. Cependant, une humidité extrêmement faible peut entraîner des décharges électrostatiques. Pour résoudre ce problème, la machine de préparation par congélation-fracture peut être rapprochée du microscope électronique afin de minimiser le temps d'exposition des échantillons congelés, réduisant ainsi les besoins en humidité. Habituellement, une humidité relative inférieure à 65 % est suffisante pour la salle de microscope électronique, ce qui constitue une e...

Comme chacun le sait, les équipements électriques nécessitent une mise à la terre pour des raisons de sécurité. Le boîtier extérieur ou les parties métalliques exposées de divers appareils doivent être directement connectés à la terre pour garantir qu'en cas de court-circuit ou de fuite, la tension sur le boîtier ou sur les parties métalliques exposées reste dans une plage sûre pour le contact humain (le la norme de sécurité actuelle spécifie une tension ne dépassant pas 24 V), garantissant ainsi la sécurité des personnes. Les microscopes Mélectroniques ne font pas exception et nécessitent également une mise à la terre pour des raisons de sécurité. En cas de fuite du système, un chemin de décharge est prévu pour assurer la sécurité des opérateurs ou du personnel de maintenance. Cependant, il existe une exigence particulière pour les Electrons Mmicroscopes. Le fil de terre du microscope électronique sert de point de référence commun de « potentiel zéro » pour divers sous-systèmes du microscope électronique (tels que les détecteurs, les amplificateurs de traitement du signal, le contrôle du faisceau électronique, etc.), et la tension doit être stable au potentiel zéro. En théorie, le fil de terre est un point de référence à tension nulle. Cependant, en pratique, lorsqu'il y a un courant dans le circuit de mise à la terre (ce courant est généralement appelé courant de fuite ou courant de terre, qui est la somme vectorielle des courants de fuite générés par divers équipements électriques), toute borne de terre dans le circuit de terre Le circuit aura une tension de terre (car la résistance de terre de tout fil de terre, bien que petite, ne peut pas être nulle, selon la loi d'Ohm V = IR, la tension de terre V ne sera pas nulle lorsque le courant de fuite I est non nul). Bien que cette tension de terre soit généralement négligeable, pour les Electrons Mmicroscopes qui doivent souvent agrandir les images de dizaines de milliers à des millions de fois, la l’impact qui en résulte est souvent important et ne peut être ignoré. La fluctuation de la tension de terre provoque directement des artefacts similaires aux champs magnétiques et aux interférences vibratoires sur les bords verticaux de l'image numérisée et, dans les cas graves, elle peut provoquer des tremblements de l'image. La solution à ce problème est simple : elle consiste à mettre en place un circuit de mise à la terre dédié spécifiquement au microscope électronique, appelé « boucle de terre unique ». Cela élimine les interférences provenant des courants de fuite d'autres appareils électriques sur le même circuit d'alimentation vers le Electron Mmicroscope. Notez que le corps de mise à la terre, le fil de terre et la borne de mise à la terre doivent tous être indépendants et non connectés à un corps conducteur pour garantir l'indépendance totale du fil de terre. Les erreurs courantes suivantes doivent être évitées : 1) Ne pas installer un corps de mise à la terre complètement indépendant, mais si...

Tout d’abord, discutons des causes des vibrations basse fréquence. Des tests répétés ont montré que les vibrations basse fréquence sont principalement causées par les résonances du bâtiment. Les spécifications de construction des bâtiments industriels et civils sont généralement similaires en termes de hauteur de plancher, de profondeur, de portée, de sections de poutres et de colonnes, de murs, de poutres de plancher, de dalles de radier, etc. Bien qu'il puisse y avoir quelques différences, notamment en ce qui concerne les résonances basse fréquence, des caractéristiques communes peuvent être identifiées. Voici quelques modèles observés dans les vibrations des bâtiments : 1. Les bâtiments ayant des plans d'étage linéaires ou en forme de points ont tendance à présenter des résonances basse fréquence plus importantes, tandis que ceux ayant d'autres formes telles que T, H, L, S ou U ont des résonances plus petites. 2. Dans les bâtiments aux plans d'étage linéaires, les vibrations le long du grand axe sont souvent plus prononcées que celles le long du petit axe. 3. Dans un même immeuble, c’est généralement le premier étage sans sous-sol qui subit les plus petites vibrations. Plus la hauteur du sol augmente, plus les vibrations s’aggravent. Les vibrations au premier étage d'un immeuble avec sous-sol sont similaires à celles du deuxième étage, et les vibrations les plus faibles sont généralement observées au niveau le plus bas du sous-sol. 4. Les vibrations verticales sont généralement plus importantes que les vibrations horizontales et sont indépendantes du niveau du sol. 5. Des dalles de plancher plus épaisses entraînent des différences plus faibles entre les vibrations verticales et horizontales. Dans la majorité des cas, les vibrations verticales sont plus importantes que les vibrations horizontales. 6. À moins qu’il n’y ait une source de vibration importante, les vibrations au sein d’un même étage d’un bâtiment sont généralement constantes. Cela s'applique aux emplacements situés au milieu d'une pièce ainsi qu'à ceux situés à proximité de murs, de colonnes ou de poutres suspendues. Cependant, même si les mesures sont prises au même endroit, sans aucun mouvement et à quelques minutes d’intervalle, les valeurs sont susceptibles de différer. Maintenant que nous connaissons les sources et les caractéristiques des vibrations basse fréquence, nous pouvons prendre des mesures d'amélioration ciblées et réaliser des évaluations avancées des conditions vibratoires dans certains environnements. L'amélioration des vibrations basse fréquence peut être coûteuse et parfois impossible en raison de contraintes environnementales. Ainsi, dans les applications pratiques, il est souvent avantageux de choisir ou de déménager vers un meilleur site pour exploiter un laboratoire de microscope électronique. Discutons ensuite de l'impact des vibrations basse fréquence et des solutions potentielles. Les vibrations inférieures à 20 Hz ont un effet perturbateur important sur ...

L'environnement d'un laboratoire de microscopie électronique n'a pas d'impact direct sur le microscope électronique lui-même mais affecte plutôt la qualité d'imagerie et les performances globales du microscope. Pendant le fonctionnement d'un microscope électronique, le faisceau d'électrons fin doit se déplacer dans un environnement de vide poussé, couvrant une distance de 0,7 mètre (pour Sconserve Electron Microscope) à plus de 2 mètres (pour Ttransmission Electron Microscope). Tout au long du trajet, des facteurs externes tels que les champs magnétiques, les vibrations du sol, le bruit dans l’air et les flux d’air peuvent faire dévier le faisceau d’électrons de son trajet prévu, entraînant une dégradation de la qualité de l’image. Par conséquent, des exigences spécifiques doivent être respectées pour l’environnement. Le blindage électromagnétique passif basse fréquence implique principalement deux méthodes, qui diffèrent par le matériau de blindage utilisé : une méthode utilise des matériaux à haute perméabilité (tels que l'acier, l'acier au silicium et les alliages mu-métalliques), et l'autre méthode utilise des matériaux à haute conductivité(comme le cuivre et l'aluminium). Bien que les principes de fonctionnement de ces deux méthodes soient différents, elles permettent toutes deux de réduire efficacement les champs magnétiques environnementaux. A. La méthode des matériaux à haute perméabilité, également connue sous le nom de méthode de dérivation de circuit magnétique, fonctionne en enfermant un espace fini (région A) avec des matériaux à haute perméabilité. Lorsque l'intensité du champ magnétique environnemental est Ho, la réluctance magnétique du matériau à haute perméabilité est beaucoup plus petite que celle de l'air (l'acier Q195 commun a une perméabilité de 4 000, l'acier au silicium varie de 8 000 à 12 000, les alliages mu-métalliques ont une perméabilité de 24 000, tandis que l'air a une valeur approximative de 1). En appliquant la loi d'Ohm, lorsque Rs est beaucoup plus petit que Ro, l'intensité du champ magnétique dans l'espace clos (région A) diminue jusqu'à Hi, réalisant la démagnétisation (voir Figure 1 et Figure 2, où Ri représente la réticence de l'air dans l'espace A, et Rs représente la réticence du matériau de blindage). À l'intérieur du matériau de protection, les domaines magnétiques subissent des vibrations et dissipent l'énergie magnétique sous forme de chaleur sous l'action du champ magnétique. Étant donné que l'acier au silicium et les alliages mu-métalliques présentent une anisotropie en termes de perméabilité et ne peuvent pas être martelés, pliés ou soudés pendant la construction (bien qu'en théorie, le traitement thermique puisse améliorer ces propriétés, il n'est pas pratique pour les gros produits fixes), leurs performances effectives sont considérablement réduit. Cependant, ils peuvent toujours être utilisés à des fins supplémentaires ou de renforcement dans certaines zones spéciales sans martelage, pliage ou so...

L’environnement d’un laboratoire de microscopie électronique n’a pas d’impact direct sur le microscope électronique lui-même mais affecte plutôt la qualité de l’imagerie et les performances globales. Pendant le fonctionnement d'un microscope électronique, le faisceau d'électrons fin doit se déplacer dans un environnement de vide poussé, couvrant une distance de 0,7 mètre (pour Sconserve Electron Microscope) à plus de 2 mètres (pour Ttransmission Electron Microscope). Tout au long du trajet, des facteurs externes tels que les champs magnétiques, les vibrations du sol, le bruit dans l’air et les flux d’air peuvent faire dévier le faisceau d’électrons de son trajet prévu, entraînant une dégradation de la qualité de l’image. Par conséquent, des exigences spécifiques doivent être respectées pour l’environnement. Le Asystème bassebasse fréquence Dd'émagnétisation Ssystème, principalement composé d'un détecteur, d'un contrôleur, et bobine de démagnétisation, est un dispositif spécialisé utilisé pour atténuer les champs électromagnétiques basse fréquence de 0,001 Hz à 300 Hz, appelé Démagnétiseur. Démagnétiseurs peuvent être classés en types AC et DC en fonction de leurs plages de travail, et certains modèles combinent les deux types pour répondre à différents environnements de travail. Les avantages des démagnétiseurs basse fréquence incluent leur petite taille, leur légèreté, leur conception peu encombrante et la possibilité d'être installés après la construction. Ils sont particulièrement adaptés aux environnements où il est difficile de construire un blindage magnétique, comme les salles blanches. Quelle que soit la marque, les principes de fonctionnement de base des démagnétiseurs sont les mêmes. Ils utilisent un détecteur à trois axes pour détecter les signaux d'interférence électromagnétique, contrôler dynamiquement et émettre des courants anti-phase via un contrôleur PID et générer des champs magnétiques anti-phase avec des bobines de démagnétisation tridimensionnelles (généralement trois ensembles de six bobines rectangulaires quasi-Helmholtz ), neutralisant et annulant efficacement le champ magnétique dans une zone spécifique, le réduisant à un niveau d'intensité inférieur. La précision théorique de démagnétisation des démagnétiseurs peut atteindre 0,1 m Gauss p-p, ou 10 nT, et certains modèles revendiquent une précision encore meilleure, mais cela n'est réalisable qu'au centre du détecteur et ne peut pas être mesuré directement par d'autres instruments en raison des interférences mutuelles à proximité. distances ou le phénomène de « surface équipotentielle » à de plus grandes distances. Les démagnétiseurs ajustent automatiquement le courant de démagnétisation en fonction des changements dans l'environnement. Parfois, le courant peut être important. Il est important de prêter attention au câblage lorsque d’autres instruments sensibles se trouvent à proximité immédiate afin d’éviter toute interférence avec leur fonctionnement normal. Par exemple...