Электронный микроскоп

Изменение контраста на изображении дают возможность исследовать кристаллическую решетку и ее несовершенства в масштабе размеров атомов. Информация, которую при этом получают, дополняет ту, которую дает рентгенографический анализ объемных образцов, так как электронная микроскопия позволяет непосредственно наблюдать дефекты упаковки, дислокации и границы зерен во всех деталях. Все эти методы дают ученым важную информацию о структуре большого количества материалов и существенно проясняют многие вопросы физики кристаллов и их свойств. Например, анализ электронных изображений кристаллической решетки тонких малоразмерных квазикристаллов в сочетании с анализом их электронограмм позволил в 1985 г. открыть материалы с симметрией 5-го порядка.

3.3 Исследование металлов и сплавов.

Растровая электронная микроскопия помогает объяснить, как произошло разрушение в исследуемом материале изделия, как металлическая поверхность изделия реагирует на термопластическое воздействие внешней среды. Методы просвечивающей электронной микроскопиипомогают объяснить, почему это происходит, как этому способствует структурно-фазовое состояние материала. Трансмиссионная электронная микроскопиядает возможность исследовать внутреннюю структуру изучаемых металлов и сплавов, в частностивыявлять:

тип и параметры кристаллической решетки матрицы и фаз;ориентационные соотношения между матрицей ифазой;

кристаллографическую ориентацию отдельных зерен исубзерен;

углы разориентировки между зернами исубзернами;

плоскости залегания дефектов кристаллического строения;

исследоватьраспределение и плотность дислокаций в материалах изделий;

исследовать строение границ зерен;

исследовать влияние технологических факторов (ковки, прокатки, сварки, шлифовки и т. д.)на структуру конструкционных материалов;

исследовать процессы фазовых и структурных превращений в сплавах. Исследователи металлов и сплавов в своей практической деятельности постоянно сталкиваются со всеми перечисленными вышезадачами. Важнейшей из них является задача выбора материала конструкций с необходимыми механическими свойствами, такими чтобы конечная конструкция смогла стабильно работать в условиях дальнейшей ее эксплуатации. Эту задачу можно решить только совместными усилиями кристаллографов, металловедов и технологов. Успех ее решения зависит от таких факторов как:

правильный выбор металла основы с нужным типом кристаллической решетки (ГЦК, ОЦК, ГПУ);легирование и термопластическая обработка металла с целью формирования в нем заданной;

разработка технологических процессов изготовления конструкции. Задача по созданию сплава, обладающего заданными механическими свойствами, подразумевает создание материала с требуемой внутренней структурой, поскольку практически все механические свойства являются структурно-чувствительными. Все без исключения изменения свойств в глубинных или четырех поверхностных слоях металлов и сплавов — это отклик на изменение их внутреннего строения на макро-, микрои субмикроскопическом уровнях. Одним из наиболее эффективных приложений мощных современных и быстро развивающихся методов растровой и просвечивающей электронной микроскопииявляется исследования микротопографии поверхности и внутренней структуры конструкционных материалов.

3.4 Физическая и органическая химия.

В области физической химии приложения электронной микроскопии многочисленны и разнообразны. Применение электронных микроскопов к изучению коллоидных растворов дает возможность установить правильную картину строения коллоидов. В электронном микроскопе непосредственно видны частицы высокодисперсных золей золота, серебра и других веществ. При исследовании золей каучука наблюдались длинные нити с расположенными на них узелками. Длинные молекулы многих высокомолекулярных органических веществ образуют сильно разветвленные сетки со спутанными петлями. Это подтверждает предположение о нитеобразном строении молекул многих высокомолекулярных соединений. При помощи электронных микроскопов удалось увидеть молекулы белковых веществ, например гемоцианина, которые оказались шарообразной формы и т. д.

Заключение

.

Благодаря своей высокой разрешающей способности, электронные микроскопы нашли очень широкое применение в медицине, микробиологии, вирусологии и фармакологии. Они позволили получать треххмерные изображения микроскопических структур, изучать воздействие токсинов на организмы, контролировать качество лекарственных препаратов. Электронные микроскопы также незаменимы в промышленной сфере. Их применяют для получения 2-хмерных и 3-хмерных микрохарактеристик образцов, в микротехнологиях: литографии, травлении, легировании, полировке и др. В то же время следует отметить, что методы электронной микроскопии достаточно сложны и трудоемки, и чтобы овладеть искусством электронной микроскопии, требуется значительное время и средства на покупку дорогостоящего оборудования, поэтому в мире не так много групп, занимающихся электронной микроскопией на высоком уровне. Использованная литература.

Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э. Растроваяэлектронная микроскопия и рентгеновский анализ. Перевод с английского языка. Москва, «Мир», 1984.

Основы аналитической электронной микроскопии / Под ред. Грена Дж.Дж., Гольдштейна Дж.И., Джоя Д. К., Ромига А. Д. Перевод с английского языка. Москва," Металлургия", 1990.

Груздев А. Д. Применение стереологических методов в цитологии. Новосибирск, «Наука», 1974.

Томас Г., Горинж М. Дж. Просвечивающая электронная микроскопия материалов: Пер. с англ./Под ред. Б. К. Вайнштейна — М: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983 — 320с.