Теоретическая часть

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра «Технология и исследование материалов»

Лабораторная работа №. 5

Исследованние частицы оксида церии методомсканирующей электронной микроскопии

Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу

«Технологии порошковых материалов» для студентов направления

Технология и исследование материалов

Выполнили студентки гр. 13346/3 Чжан Нань, Ли Кунь

Руководитель Ларионова Т. В.

Санкт-Петербург

2017г.

Цель работы:

приобретение студентом навыков определениямикроструктуры и размеры частицы оксида церии с помощью сканирующей электронной микроскопии и программы Digimizer.

Задачи работы:

– получить представление об основахсканирующей электронной микроскопии;

– знакомство с принципом работы и устройством сканирующей электронной микроскопии;

–анализ и расшифровкаполученного фотография образца.

Теоретическая часть

Сканирующая электронная микроскопия позволяет получить трехмерное изображение исследуемого объекта. В сканирующем электронном микроскопе сфокусированный пучок электронов отклоняется магнитной системой от поверхности образца, которая находится под углом к пучку (рис. 1).

При этом регистрируются вторичные электроны низкой энергии (Е< 50 эВ), возникающие в результате взаимодействия сканирующего пучка с поверхностью твердого тела. Они движутся по направлению к коллекторной решетке и попадают в чувствительный детектор. Сигнал от этого детектора используется для модуляции интенсивности электронного луча электронно-лучевой трубки. Этот луч сканирует поверхность трубки синхронно со сканированием образца первичным электронным лучом. Результатом является реконструированное изображение на экране электронно-лучевой трубки, подобное телевизионному изображению.

Рис. 1. Принципиальная схема работы сканирующего электронного микроскопа

Вторичные электроны обладают очень малой энергией, поэтому они способны выходить из поверхностных участков с глубиной порядка 1–10 нм. Подобное свойство позволяет качественно характеризовать исследуемую поверхность образца с получением при этом объемных изображений. Однако следует отметить, что разрешающая способность сканирующего электронного микроскопа несколько ниже, чем просвечивающего.

Для анализа композиционных частиц или нанесенных материалов (катализаторов, пленок и покрытий) съемка образцов возможна в режиме фазового контраста, когда регистрируются не вторичные, а отраженные электроны. В таком режиме съемки материалы, имеющие различный химический состав, будут отличаться по контрасту. Участки с высоким атомным номером будут более яркими.

Оксид церия (диоксид церия, двуокись церия) — химическое соединение церия и кислорода с формулой CeO2 и молекулярной массой 172, 115. При нормальных условиях — бледно-жёлтый, розоватый или белый тугоплавкий порошок. Оксид церияобразуется обжигом оксалата церия или гидроксида церия.

Оксид церияиспользуется в керамике, для чувствительных фоточувствительных стёкол, в качестве катализатора, абразива для полирования стекла и огранки камней как альтернативы «ювелирным румянам». Он также известен как «оптические румяна».

Он также используется в стенках самоочищающихся печей в качестве катализатора окисления углеводородов во время высокотемпературного процесса очистки.

Хотя он является прозрачным для видимого света, он сильно поглощает ультрафиолетовое излучение, поэтому он является перспективной заменой оксида цинка и диоксида титана в солнцезащитных кремах, поскольку он обладает меньшей фотокатализной активностью. Тем не менее, его тепловые каталитические свойства должны быть уменьшены покрытием частиц с диоксидом кремния или нитридом бора.

12 Следующая ⇒