FEI Quanta FEG 450
نبذة عن الجهاز
يُعد المجهر الإلكتروني الماسح FEI Quanta 450 FEG جهازًا متطورًا يعتمد على مدفع الانبعاث الإلكتروني بالمجال (Field Emission Gun - FEG)، ويُستخدم للحصول على صور عالية الدقة وتحليل الخصائص المورفولوجية والتركيب العنصري للعينات الموصلة وغير الموصلة على مقياس النانو. ويوفر الجهاز نطاق تكبير واسع يبدأ من 6× ويصل إلى 1,000,000×، بالإضافة إلى إمكانية إجراء التحليل الدقيق شبه الكمي بالأشعة السينية (EDS/EDX) لتحديد التركيب العنصري للمواد.
يعمل الجهاز بثلاثة أوضاع تشغيل رئيسية:
الفراغ العالي (High Vacuum)
الفراغ المنخفض (Low Vacuum)
الفراغ البيئي أو الفراغ المنخفض الممتد (Environmental / Extended Low Vacuum)
وتوفر هذه الأوضاع مرونة كبيرة في فحص وتحليل مختلف أنواع العينات، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات علوم المواد وعلوم الحياة. كما يتيح دراسة العينات التقليدية وغير التقليدية، سواء كانت محضّرة أو غير محضّرة، بما في ذلك العينات الرطبة في حالتها الطبيعية. ويعتمد الجهاز على مدفع انبعاث إلكتروني بمجال مدعوم حراريًا، يولّد حزمة إلكترونية عالية السطوع وكثافة التيار، مما يحقق قدرة تصوير فائقة بدقة تصل إلى حوالي 1 نانومتر، ويوفر صورًا عالية الوضوح والتفاصيل الدقيقة للتركيب السطحي والبنية المجهرية للعينات.
القياسات والقدرات التحليلية
أولًا: أوضاع التصوير ودقة القياس
يوفر الجهاز أداءً متميزًا في التصوير تحت أوضاع تشغيل مختلفة، بما يتناسب مع طبيعة العينة ومتطلبات التحليل:
الفراغ العالي (High Vacuum – HiVac):
النمط التقليدي للمجهر الإلكتروني الماسح.
مناسب للعينات الجافة والموصلة كهربائيًا.
يوفر أعلى دقة تصوير للحصول على تفاصيل سطحية دقيقة.
الفراغ المنخفض (Low Vacuum – LoVac) والفراغ البيئي (ESEM):
النمط البيئي (Environmental SEM – ESEM)
ثانيًا: القياسات والتحليلات الكيميائية
التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy – EDS/EDX)
تحديد التركيب العنصري للمواد.
إجراء تحليل شبه كمي للعناصر المكونة للعينة.
إنتاج خرائط توزيع العناصر (Elemental Mapping).
حيود الإلكترونات المرتدة (Electron Backscatter Diffraction – EBSD)
تحليل التركيب البلوري للمواد.
تحديد اتجاه البلورات (Crystal Orientation).
التعرف على الأطوار البلورية المختلفة (Phase Identification).
تقييم التشوهات والإجهادات البلورية.
ثالثًا: القياسات المورفولوجية والأبعاد
قياسات الأبعاد الخطية والمساحية.
تحليل خشونة وتضاريس الأسطح.
توصيف المسامية (Porosity Characterization).
قياس أحجام الجسيمات والبنى المجهرية.
دراسة مورفولوجية الأسطح والبنية الدقيقة للمواد.
التطبيقات
1. علوم وهندسة المواد
التصوير على مقياس النانو: يوفر صورًا عالية الدقة للمعادن والسيراميك والبوليمرات بتكبير يصل إلى المستوى النانوي، مما يتيح دراسة البنية المجهرية وتوصيف خصائص المواد.
تحليل أسباب الفشل: يساعد في تحديد أسباب تلف أو كسر المكونات من خلال فحص الشقوق، والكسور، والتآكل، والعيوب السطحية بدقة عالية.
الاختبارات أثناء التشغيل (In-Situ Testing): يتيح مراقبة استجابة المواد للتغيرات الحرارية في الزمن الحقيقي باستخدام منصات تسخين وتبريد متخصصة، مما يساعد على دراسة سلوك المواد تحت الظروف التشغيلية المختلفة.
2. علوم الحياة والمواد اللينة
تصوير العينات الرطبة: يتيح فحص الهلاميات المائية (Hydrogels)، والأنسجة النباتية، والعينات البيولوجية الرطبة في حالتها الطبيعية مع الحفاظ على محتواها الرطوبي.
فحص العينات غير الموصلة دون طلاء: يمكّن من تصوير المواد العازلة، مثل اللدائن والمواد البيولوجية، دون الحاجة إلى تغطيتها بطبقة معدنية موصلة، مما يحافظ على خصائصها الأصلية.
3. الجيولوجيا وعلم المعادن
رسم خرائط توزيع العناصر: يستخدم تقنية التحليل الطيفي بالأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDS/EDX) لتحديد العناصر الكيميائية وتوزيعها داخل العينات الصخرية والمعدنية بدقة.
تحليل الأطوار والبنية البلورية: يعتمد على تقنية حيود الإلكترونات المرتدة (EBSD) لدراسة البنية البلورية واتجاه البلورات، مما يساعد في فهم آلية تكوّن الصخور والمعادن وتاريخها الجيولوجي.
4. تقنية النانو وتحليل الجسيمات
