隨著科研工作者越來(lái)越重視各種材料性能和材料微觀結(jié)構(gòu)、成分、晶體取向之間的關(guān)系，僅僅觀察樣品靜態(tài)信息的傳統(tǒng)掃描電鏡已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在科研的需求了。因此，原位掃描電鏡應(yīng)運(yùn)而生，并成為掃描電鏡重要的發(fā)展方向之一。

原位掃描電鏡是什么？

原位掃描電鏡即以掃描電鏡為平臺(tái)，搭載各類(lèi)原位樣品臺(tái)，如加熱臺(tái)、力學(xué)拉伸臺(tái)、冷凍臺(tái)，通過(guò)采集和分析原位實(shí)驗(yàn)過(guò)程中樣品的各種信息，可以將樣品的微觀形貌、成分、晶體取向信息與樣品的宏觀性能（如力學(xué)、熱力學(xué)性能）結(jié)合起來(lái)。

原位掃描電鏡的要求和挑戰(zhàn)

為了實(shí)現(xiàn)樣品微觀形貌與性能關(guān)系的表征，原位實(shí)驗(yàn)對(duì)掃描電鏡的要求非常高，下面列舉了原位實(shí)驗(yàn)對(duì)于掃描電鏡的要求和挑戰(zhàn)：

01如何將原位樣品臺(tái)安裝在電鏡中并控制原位程序？

通常原位臺(tái)的尺寸和重量都較大，如拉伸臺(tái)的ZUI大尺寸在100~250mm之間，重量約1~4kg，此外，安裝原位樣品臺(tái)還需要占據(jù)額外的接口，用于原位臺(tái)的通訊、供電等問(wèn)題；相比于掃描電鏡普通樣品，原位樣品臺(tái)的這些特殊性對(duì)掃描電鏡樣品臺(tái)的承重能力、樣品倉(cāng)室大小、接口數(shù)量提出了更高的要求。

02 如何在原位實(shí)驗(yàn)中保持電鏡的超高分辨性能？

傳統(tǒng)掃描電鏡通常采用浸沒(méi)式物鏡設(shè)計(jì)提高成像分辨率，引入減速模式還可以進(jìn)一步提高低電壓下的分辨率；在進(jìn)行原位實(shí)驗(yàn)時(shí)，浸沒(méi)式和減速模式將受到原位臺(tái)的限制而不能使用，這將大大降低了傳統(tǒng)掃描電鏡在原位實(shí)驗(yàn)過(guò)程中成像的分辨率。

03 原位實(shí)驗(yàn)過(guò)程中樣品釋放氣體怎么辦？

大多數(shù)的原位實(shí)驗(yàn)不會(huì)釋放氣體，這類(lèi)原位實(shí)驗(yàn)在高真空電鏡倉(cāng)室環(huán)境中就可完成；但是也有少數(shù)特殊的樣品在高溫原位實(shí)驗(yàn)過(guò)程中釋放氣體，為了避免瞬間放氣對(duì)電鏡造成的損傷，公司的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡可為客戶提供低真空功能。

看了文章，大家對(duì)原位掃描電鏡是否有更多的了解呢？原位實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大家是否有碰到過(guò)困擾或者難處，歡迎大家留言交流哦。

參考文獻(xiàn)：

1.Y.M. Re, X. Lin, X. Fu, H. Tan, J. Chen, W.D. Huang, Microstructure and deformation behavior of Ti-6Al-4V alloy by high-power laser solid forming, Acta Materialia. 132(2017)82-95.