蔡司原位扫描电子显微镜镜案例介绍

发布时间：2023-07-04 10:17
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：3607

　　随着科研人员越来越重视材料各种性能与材料微观结构、成分、晶体取向的关系，传统的只观察样品静态信息的扫描电子显微镜已不能满足当前科学研究的需要。因此，原位扫描电镜应运而生，成为扫描电镜的重要发展方向之一。

　　什么是原位扫描电镜

　　原位扫描电子显微镜是在扫描电子显微镜的基础上发展起来的，设有加热阶段、机械拉伸阶段和冷冻阶段等多种原位样品阶段。通过对原位实验过程中样品的各种信息的采集和分析，对样品的将样品的微观形态、组成和晶体取向信息与宏观性质(如机械和热力学性质)相结合。图1显示了在原位拉伸过程中钢试样微观形貌的变化。

蔡司原位扫描电子显微镜镜案例介绍

　　原位扫描电镜的要求和挑战

　　为了表征试样的微观形貌与性能之间的关系，原位试验对扫描电子显微镜提出了很高的要求。电子显微镜现场试验的要求和挑战如下：

　　1.如何在电子显微镜中设置原位样品台并对原位过程进行监控

　　通常原位阶段的尺寸和重量都比较大。例如，拉伸阶段的最大尺寸在100—250mm之间，重量约为1—4 kg。此外，原位样品台的安装还需要占用一个额外的接口，用于原位台站的通信、供电等问题。与普通扫描电镜样品相比，原位样品台的这些特殊性对扫描电镜样品台的承载能力、样品室尺寸、接口数量等提出了更高的要求。

　　蔡司场发射扫描电子显微镜无论在样品室的尺寸、样品台的承载能力，还是界面的数量上，都能满足大多数原位台的要求。

　　2.如何在现场试验中保持电子显微镜的超高分辨性能

　　传统的扫描电子显微镜通常采用浸没式物镜设计来提高成像分辨率，而减速模式的引入可以进一步提高低电压下的分辨率。在进行原位实验时，浸没和减速模式会受到原位平台的限制而无法使用，这将大大降低传统扫描电子显微镜在原位实验时的成像分辨率。

　　蔡司独特的双子座技术，使电子束在镜筒内完成加速和减速，提高了分辨率。原位台的使用不会改变电子显微镜的高分辨率成像模式，因此在原位实验中很容易实现高分辨率成像和分析。

　　3.如果样品在原位实验过程中释放气体，该怎么办

　　大部分原位实验不放气，这种原位实验可以在高真空电子显微镜室中进行。然而，也有一些特殊的样品在高温原位实验过程中释放气体。为了避免瞬时放气对电子显微镜造成的损坏，蔡司场发射扫描电子显微镜可为客户提供低真空功能。

蔡司原位扫描电子显微镜镜案例介绍

　　原位扫描电镜案例介绍

　　蔡司场发射扫描电子显微镜可配备齐越科技、德本、KW、纽泰克、GATAN、MTI等厂家的原位加热台和机械拉伸台。现在已经有很多科研院所在蔡司扫描电子显微镜台上配备了原位样品台，并产生了许多可喜的科研成果。

　　如图3和图4所示， 本文对Ti-6Al- 4V合金在拉伸过程中裂纹萌生和扩展的全过程进行了研究，研究了力-位移曲线与微观表面形貌变化的关系，并对不同激光条件下加工的样品进行了测试，得到了最佳的合成条件，对材料的合成和生产具有指导意义。

蔡司原位扫描电子显微镜镜案例介绍

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　　ZEISS INSPECT Optical 3D是蔡司旗下一款强大的三维测量数据检测和评估软件，原名GOM Inspect。这款软件在光学测量领域具有广泛的应用，并且已经成为行业标准。　　ZEISS INSPECT Optical 3D的功能十分全面，它可以执行从简单到复杂的各种检测任务。例如，捕捉待测零件的数据，进行网格处理，导入CAD模型，进行GD&T(几何尺寸和公差)计算，以及进行趋势分析和数字装配等。无论使用哪种光学测量系统采集数据，ZEISS INSPECT Optical 3D都能轻松应对，提供精确可靠的测量结果。　　ZEISS INSPECT Optical 3D的设计不受任何系统限制，可独立于蔡司的设备运行，用户能够更加灵活地选择适合自己的测量系统。软件还提供了丰富的在线帮助功能和最新的计量技术新闻，用户在使用过程中可以更加便捷地获取所需的信息和支持。　　亮点功能　　仿真渲染　　ZEISS INSPECT Optical 3D可以自动检测光源，获得正确的阴影效果。利用ZEISS INSPECT Optical 3D 对零件进行虚拟装配，并通过渲染技术仿真零件的材质和光源，可实现在逼真虚拟环境下的零件检测。　　基于曲线的检测　　ZEISS INSPECT Optical 3D集合了以点为基础的检测和以面为基础的检测。基于全局数字化数据，可构造各种曲线并可视化显示各项特征，比如摄取边缘曲线、分析半径和特征线，以及创建样条曲线等。另外，基于曲线的检测还可分析齐平和缝隙。　　基于软件的运动补偿　　软件可有效消除可能会导致测量结果出错的任何零部件移动，由此加快了测量速度和结果输出。　　虚拟计量室(VMR)　　虚拟计量室(VMR)是所有光学测量机的中央控制和测量规划软件，可以模拟现实状况。用户能够执行自动化测量程序，预先分析所有机器人的运行路线，以防碰撞并采用尽可能高效的运行路线。　　虚拟装夹　　通过虚拟装夹功能，用户可以在没有任何夹具的情况下测量零件的夹紧状态，提高工作效率并节省成本。软件可计算零部件夹紧状态，无需设计和打造夹具。　　自动曲面创建　　软件支持自动曲面创建，轻松将扫描数据转换为高精度的CAD模型，用于后续其他需要CAD数据的流程，如模拟。CAD亦可导出为STEP格式文件。　　行业及应用　　ZEISS INSPECT Optical 3D软件在各个领域都有广泛应用。作为一款强大的三维测量数据检测和评估工具，它能够帮助用户精确获取和分析物体的三维数据，从而满足各种测量和质量控制的需求。　　首先，ZEISS INSPECT Optical 3D软件在制造业中扮演着重要角色。在制造业的生产线上，对产品的尺寸精度、形状公差等要求非常高。通过使用ZEISS INSPECT Optical 3D软件，制造商可以准确测量产品的三维数据，并与CAD模型进行对比，确保产品符合设计要求。同时，软件还支持自动化检测流程，提高了检测效率，降低了人为误差，有助于制造商提高产品质量和生产效率。　　其次，ZEISS INSPECT Optical 3D软件在科研领域也有广泛的应用。在材料研究、生物医学、航空航天等领域，需要对物体的微观结构、形貌特征等进行精确测量和分析。ZEISS INSPECT Optical 3D软件能够捕捉到物体的细微变化，提供高分辨率的三维数据，帮助科研人员揭示物体的内在特性和规律，推动科学研究的进展。　　此外，ZEISS INSPECT Optical 3D软件还在逆向工程、质量检测、文物修复等领域发挥着重要作用。在逆向工程中，软件可以通过测量实物得到三维数据，进而生成CAD模型，为产品设计和制造提供依据。在质量检测中，软件可以帮助检测人员快速发现产品存在的缺陷和问题，及时进行改进。在文物修复中，软件可以辅助修复人员获取文物的精确三维数据，为修复工作提供重要参考。　　综上所述，ZEISS INSPECT Optical 3D软件具有广泛的应用场景和用途，它能够帮助用户准确获取和分析三维数据，提高产品质量和生产效率，推动科研进展，为各个领域的发展提供有力支持。无论是制造业、科研领域还是其他行业，都可以通过使用该软件来实现对物体三维数据的精确测量和评估。
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