تحقیق چگونگی تکامل تکنیک های آنالیز سطح مواد جامد برای باریکه های الکترونی و اشعه ایکس

توضیحات

 عنوان فارسی: چگونگی تکامل تکنیکهای آنالیز سطح مواد جامد برای باریکه های الکترونی و اشعه ایکس

• مقدمه
• تاریخچه
• اصول کار میکروسکوپ های نوری امروزی
• ساختمان میکروسکوپ نوری
• اجزای میکروسکوپ های نوری
• عدسی چشمی
• تاریخچه ی میکروسکوپ روبشی (SEM)
• ساختمان میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
• برهم کنش پرتو ـ نمونه
• اشعه ایکس
• تاریخچه X-ray diffraction
• قانون براگ
• پراش پرتو ایکس (XRD)
• پدیده پراش پرتو ایکس
• منابع

مقدمه

واژه ی Characterization هنگامی که در علم مواد مورد استفاده قرار گیرد، به معنای استفاده از تکنیک های خارجی جهت کاوش در ساختمان داخلی و خواص ماده است. تکنیک های تحلیلی مورد استفاده در شناسایی مواد برای رسیدن به تصویر بزرگ شده ای از نمونه است. این تصویر به دست آمده از ساختار داخلی موجب رسیدن ما به اطلاعات مهمی از جمله: توپوگرافی، توزیع و فراوانی عناصر موجود در نمونه و فعل و انفعالات این عناصر (فازهای تشکیل دهنده ی ماده) می گردد

در مطالعه ی هر مطلبی طبقه بندی کردن یکی از بهترین راه ها در جهت درک و یادگیری بهتر مطلب است. در زمینه شناسایی و آنالیز مواد نیز طبقه بندی های مختلفی وجود دارد؛ که بنابر هدف نویسنده از ارائه مطلب، نحوه ی دسته بندی مطلب نیز متفاوت است. مثلاً در برخی از کتاب ها طبقه بندی را براساس ماهیت شناسایی انجام می دهند. براساس این تقسیم بندی که حالتی کلی از بیان روشهای شناسایی و آنالیز مواد را دارد، روش های شناسایی به صورت زیر تقسیم بندی می شوند:

شناسایی و آنالیز مواد:

الف) آنالیز عنصری (آنالیز شیمیایی)

ب) آنالیز فازی (آنالیز معدنی)

ج) آنالیز ریزساختاری (آنالیز میکروسکوپی)

در کنار این تقسیم بندی دو گروه دیگر نیز اضافه می شوند؛ یکی از این گروه ها آنالیز سطح است که حالت عنصری دارد. از این لحاظ در تقسیم بندی 5 گانه زیر در کنار آنالیز عنصری نشان داده شده است. گروه دیگر، آنالیز حرارتی است که حالت تکمیل کننده را دارد. لازم به ذکر است که پنج گروه از روش های شناسایی و آنالیز مواد که در زیر نشان داده شده است، اصلی ترین روش های آنالیز و شناسایی را که در علم مواد مورد نیاز است؛ در بر می گیرد. به عبارت دیگر، با این مجموعه می توان اطلاعات کاملی در مورد مواد فلزی، سرامیکی، معدنی و آلی به دست آورد. البته بیان یک نکته بسیار مهم است که روشهای دیگری نیز وجود دارند که استفاده از آنها در موارد مختلف مرسوم است.

روش های شناسایی و آنالیز مواد:

1) آنالیز سطح

2) آنالیز عنصری

3) آنالیز فازی

4) آنالیز ریزساختاری

5) آنالیز حرارتی

در یکی دیگر از تقسیم بندی ها در زمینه روش های آنالیز و شناسایی مواد براساس نحوه عملکرد تقسیم بندی انجام می شود؛ که این طبقه بندی به صورت زیر است:

1) روش های میکروسکوپی

2) روش های براساس پراش

3) روش های طیف سنجی

4) طیف سنجی جرمی

5) روش های جداسازی

در این تحقیق  سعی شده است که در مورد انواد میکروسکوپ هایی که در زمینه ی شناسایی مواد کاربرد دارد، صحبت شود. لیست میکروسکوپ های که در این مقاله در موردشان صحبت می کنیم در زیر آورده شده است.

1) میکروسکوپ نوری (OM)

2) میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)

3) میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)

4) میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)

5) میکروسکوپ روبشی تونلی (STM)

6) میکروسکوپ یون میدانی (FIM)

میکروسکوپ نوری (Optical Microscope)

ساده ترین نوع میکروسکوپ، میکروسکوپ نوری است. این وسیله در انواع مختلف و در دقت های متفاوت برای استفاده های مختلف ساخته می شود. و هم اکنون نیز یکی از انواع متداول میکروسکوپ در مراکز تحقیقاتی و آموزشی است. این وسیله هنوز نیز در زمینه ی پزشکی ، علوم طبیعی، قارچ شناسی، باکتری شناسی و علم و مهندسی مواد و… کاربرد دارد. و استفاده از آن منسوخ نشده است؛ ولی در عوض با پیشرفت تکنولوژی، میکروسکوپ های نوری پیشرفته تر شده اند.

میزان بزرگنمایی این وسیله به نسبت کاربردش متفاوت است ولی به طور معمول، میکروسکوپ های نوری مورد استفاده در علم و مهندسی مواد بزرگنمایی تا 1000 برابر دارند.

میکروسکوپ (microcope) وسیله ای است برای دیدن احسام خیلی کوچک. این اجسام به حدی کوچک اند که با چشم غیرمسلح (naked eye) دیده نمی شوند. واژه ی microscopic به معنی یک جسم بسیار کوچک است که با چشم قابل رؤیت نیست مگر با کمک یک میکروسکوپ

تاریخچه

اگر بخواهیم در مورد تاریخچه ی میکروسکوپ نوری بگوییم باید به سال 1655 برگردیم. در آن زمان روبرت هوگ کدیک فیزیکدان بود، اولین مشاهده ی میکروسکوپی را انجام داد.

وی برای اولین با توانست بقایای دیواره ی سلولهای مرده ی گیاهی را در برشی از چوب پنبه مشاهده کند.

در سال 1674: آنتونی وان لیون هوگ، که یک پارچه فروش بود، برای اولین با توانست تک سلولهای زنده (پروتوزوآ) را مشاهده کند. در سال 1683 آنتونی وان لیون هوگ با تکیمل میکروسکوپی که ساخته بود، توانست باکتریها را نیز مشاهده کند.

البته باید یک نکته مورد تذکر قرار داده شود و آن این است که گزارشاتی از ساخت وسایلی برای بزرگنمایی مر بوط به زمان های قبل از سال 1655 نیز گزارش شده است که در آن زمان میکروسکوپ وسیله ای برای تفریح بود ولی با گسترش علوم این وسیله در علوم پزشکی و زیست شناسی و … نیز جایگاه پیدا کرد.

اصول کار میکروسکوپ های نوری امروزی:

اصول کار یک میکروسکوپ نوری به صورت خیلی ساده، بدین صورت است که با استفاده از دو عدسی محدب تصویر جسم، بزرگتر می شو. در واقع پرتوهای بازتابیده شده از جسم که به وسیله منبع نوری گسیل میشوند، از عدسی محدب اولیه (عدسی شیئی) عبور کرده و فاصله ی کانونی عدسی دوم (عدسی چشمی) تشکیل تصویر می دهد که این تصویر بزرگتر و مجازی است.

ساختمان میکروسکوپ نوری

میکروسکوپ های نوری کاربردهای گوناگونی دارند و بسته به نوع کاربرد آنها، از انوع عدسیها، صافیها، قطبشگرها و نیز دستگاه های کمکی برای مشاهده و ثبت تصویر استفاده می شود. بسیاری از میکروسکوپ های نوری جدید به دوربینهای CCD، کار رابطه الکترونیکی و پردازشگر رایانه ای مجهز هستند.

فناوری جدید الکترونیکی، امکان استفاده از بسته های نرم افزاری گوناگونی را فراهم کرده است. بدین ترتیب می توان به کمک آنها و سخت افزارهای مناسب، اندازه گیری های دقیق، محاسبه آماری و حتی مقایسه ریزساختاری مواد را با داده های موجود در بانک اطلاعات انجام داده و نسبت به شناسایی مواد و فازها به کمک نرم افزارهای پردازشگر تصویر اقدام کرد. با تمام گستردگی موجود، میکروسکوپ های نوری به دو گروه میکروسکوپ های نوری و عبوری و میکروسکوپ های نوری بازتابی دسته بندی می کند (مطابق شکل 1). در علوم زیستی، بیشتر از میکروسکوپ های عبوری و در متالوگرافی و بررسی ریزساختار مواد از میکروسکوپ های بازتابی استفاده می شود. اما این یک دستور عمومی نیست و در عمل، روشهای مؤثر کسب اطلاعات و آماده سازی نمونه، نوع میکروسکوپ را تعیین می کند. از میکروسکوپ عبوری برای مطالعه ی نمونه های شفاف استفاده می شود. در این حالت باید یک مقطع نازک (به ضخامت 80-10 میکرون) از نمونه تهیه کرد. در این میکروسکوپ، کنتراست تصویری، به دلیل اختلاف جذب نور در ناحیه های گوناگون نمونه به دست می آید. در بررسی ریزساختار مواد، از میکروسکوپ عبوری، برای شناسایی کانیها، سنگ ها، شیشه ها، سرامیک هاو پلی مرها استفاده می شود.

میکروسکوپ های نوربی بازتابی، برای مطالعه ی نمونه های مات و کدر به کار می رود. در این حالت، آماده سازی نمونه تا اندازه ای ساده تر است ولی نباید آماده سازی سطح مورد بررسی را فراموش کرد. در بیشتر موارد، همواری سطح تا یک میکرون یا کمتر، لازم است و در مورد سرامیک ها و فلزات، عملیات سونش شیمیایی مناسب برای دستیابی به اطلاعات صحیح اهمیت زیادی دارد. برخی از سازندگان میکروسکوپ ها، میکروسکوپ های گوناگون ترکیبی را که حالت های عبوری، بازتابی و قطبیده را به طور همزمان دارد. طراحیو ساخته اند

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق