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ZEISS ΣIGMA 電鏡為肖特基(Schottky)熱場發射掃描電鏡。目前歐美地區比較推崇熱場發射電鏡,而日本較熱衷于冷場發射電鏡。
該場發射掃描電鏡主要有如下特點:
1.探針電流較大,可達20nA(100nA可選),可容易進行BSE、EDS、WDS、EBSD、CL等分析。而一般冷場發射探針電流達不到這個數量級,有些分析工作(如WDS、EBSD、CL等)在冷場電鏡上難以進行。
2.平行束的電子光學系統:
ΣIGMA 系列熱場發射掃描電鏡鏡筒系統電子光學設計新穎獨特,稱為GEMINI鏡筒。在光源與樣品之間,入射電子束不形成交叉點,這與其它掃描電鏡明顯不同。入射電子束無交叉點光學設計的作用在于:⑴降低入射電子束之間的庫侖統計相互作用(減少電子碰撞,降低色差);⑵降低外部環境雜散磁場對入射電子束的影響。因此,GEMINI鏡筒設計確保了入射電子束的亮度及圖像分辨率。特別在低入射能量應用時,上述作用尤為重要。
3.可擴展性:標配所有的接口,可以兼容市場上所有的電鏡相關附件,如:能譜儀、波譜儀、EBSD、CL、冷凍臺、拉伸臺、等離子清洗裝置等,后續升級沒有任何障礙。
4.電子束噪聲較小,<1%。
5.束流穩定度高,優于0.2%/h,適宜于長時間的各種精確分析。
上述兩項指標其它廠家均未給出。在理論上冷場發射要比熱場發射要差一個數量級。
6.所需的工作真空度(包括電子槍真空度和樣品室真空度)較低,對環境、樣品要求不高。而冷場發射電鏡的真空度比熱場要高2個數量級,真空系統復雜,如樣品不清潔、有揮發、放氣等情況,抽真空較困難。
7.采用動態/靜態磁透鏡(雙子星座),沒有雜散磁場,可對鐵磁體樣品進行高分辨率成像。(蔡司是行內**可以承諾做磁性材料的電鏡品牌)
8.超大樣品室:樣品室尺寸達到365mm(內直徑)×275mm(內高度),五軸馬達驅動全優中心樣品臺,行內**的五軸樣品臺移動范圍:X = 125mm,Y = 125mm,Z = 50mm,T = 0 to 90°,R = 360° ,為使用提供了極大的方便。
9.抽屜式樣品室拉門,方便樣品更換及大樣品、形狀復雜樣品的觀察,**樣品直徑可達250mm以上,**樣品高度約為145mm。而冷場掃描電鏡由于要求的真空度較高,不宜破壞樣品室真空,一般用“樣品交換氣鎖”來更換樣品,操作麻煩,且進出樣品的尺寸、形狀受限,一般樣品**直徑不超過100mm,**樣品高度約為26mm。
10.采用全自動控制無油式真空系統,采用機械泵+磁懸浮分子渦輪泵+離子泵,無油污染。
11.獨特的環形In-lens二次電子探測器,探測效率高、圓周對稱。而其他廠家的In-lens探測器安裝在一側,且結構復雜。
12.維護簡便,且工作穩定。冷場電鏡每8個小時都需要Flash(陰極還原),且發射電流不穩定,使用維護麻煩。而熱場電鏡無此麻煩。
13.末級光欄采用多孔光欄結構,用電磁方式進行更換和對中調整,操作方便。鏡筒上無需用戶調整的部件。
14.高景深:物鏡光欄放在燈絲下,景深行內**。
15.多功能控制面板:方便進行聚焦、消像散、電位移、放大倍率調整等。
16.可選配光電一體化模塊,實現與光學顯微鏡連用:實現低倍定位,拍照等功能。