掃描電鏡特殊類型樣品制備系列 04——磁性材料

磁性材料樣品在掃描電子顯微鏡（SEM）中的觀察可能會(huì)受到其自身磁性的影響，這種影響主要集中在儀器的正常運(yùn)行和成像質(zhì)量上。

磁性材料

物質(zhì)按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在外磁場(chǎng)中的性狀可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)。鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)為強(qiáng)磁性物質(zhì)，抗磁性和順磁性物質(zhì)為弱磁性物質(zhì)。

磁性材料按照用途，主要可以分為永磁材料、軟磁材料和磁致伸縮、磁制冷材料等。

掃描電鏡在磁性材料中的應(yīng)用

稀土永磁  

• 燒結(jié)磁體：速凝帶、粉末顆粒、磁體晶粒大小形狀以及境界相的分布

• 熱壓磁體：快淬帶、磨粉顆粒、磁體晶粒及晶界相分布

• 粘接磁體；造粒、磁體顆粒及粘接劑的分布

飛納電鏡下的燒結(jié) NdFeB

飛納電鏡下的燒結(jié) NdFeB 速凝帶

磁性樣品對(duì)掃描電鏡的影響

磁性材料產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)干擾電子束的聚焦，影響束斑形狀，引起圖像模糊變形，稱為象散變化。

掃描電鏡的物鏡和掃描線圈都是通過(guò)電磁場(chǎng)控制的，磁性樣品有磁場(chǎng)存在，會(huì)造成磁場(chǎng)疊加，疊加的磁場(chǎng)可能不均勻，使得物鏡磁場(chǎng)偏離軸心對(duì)稱，導(dǎo)致束斑變形，造成象散。疊加的磁場(chǎng)影響掃描線圈的交變磁場(chǎng)，影響掃描區(qū)域的大小，造成放大倍數(shù)不準(zhǔn)。

解決方案

• 象散矯正

所有掃描電鏡都會(huì)提供調(diào)整象散的功能。一般情況下，掃描電鏡可以存儲(chǔ)大多數(shù)樣品有效的標(biāo)準(zhǔn)值，但部分設(shè)備要求用戶每次都要調(diào)整象散。

該功能提供額外的電磁場(chǎng)用于矯正變形的電子束，當(dāng)束斑回歸圓形時(shí)，可以產(chǎn)生最佳圖像。

更改象散時(shí)，可能需要再次微調(diào)焦點(diǎn)。

• 消磁

對(duì)于部分永磁材料，過(guò)強(qiáng)的剩磁不僅會(huì)影響成像，而且會(huì)對(duì)掃描電鏡的硬件產(chǎn)生干擾，甚至損壞。因此這類永磁材料的觀測(cè)一定要在其退磁態(tài)進(jìn)行，一般可以采用熱退磁方法，將磁體加熱到居里溫度以上 100 攝氏度，并保溫超過(guò)半個(gè)小時(shí)以上，使磁性消除