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行和成像質量上。

磁性材料

物質按照其內部結構及其在外磁場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。鐵磁性和亞鐵磁性物質為強磁性物質，抗磁性和順磁性物質為弱磁性物質。

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用

稀土永磁  

• 燒結磁體：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 NdFeB

飛納電鏡下的燒結 NdFeB 速凝帶

磁性樣品對掃描電鏡的影響

磁性材料產生的磁場會干擾電子束的聚焦，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電磁場控制的，磁性樣品有磁場存在，會造成磁場疊加，疊加的磁場可能不均勻，使得物鏡磁場偏離軸心對稱，導致束斑變形，造成象散。疊加的磁場影響掃描線圈的交變磁場，影響掃描區域的大小，造成放大倍數不準。

解決方案

• 象散矯正

所有掃描電鏡都會提供調整象散的功能。一般情況下，掃描電鏡可以存儲大多數樣品有效的標準值，但部分設備要求用戶每次都要調整象散。

該功能提供額外的電磁場用于矯正變形的電子束，當束斑回歸圓形時，可以產生最佳圖像。

更改象散時，可能需要再次微調焦點。

• 消磁

對于部分永磁材料，過強的剩磁不僅會影響成像，而且會對掃描電鏡的硬件產生干擾，甚至損壞。因此這類永磁材料的觀測一定要在其退磁態進行，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，并保溫超過半個小時以上，使磁性消除