电子声显微镜检测谷物品瑕疵扫描

一种扫查电子声显微镜（SEAM）工作原理如图12.3-17所示，电子束对试样表面以微米级的直径区域做光栅扫描和周期性加热。为提供电子束流，试样必须装在高真空的罩中，这通常是与扫查电子显微镜系统共用的。这样，该系统可用两种方式工作：SEM和SEAM。SEM方式将得到试样表面一般的背反射图像，而以SEAM方式工作时电子束强度较高且被周期性调制，通常频率范围是100～10000kHz，由于在光栅式扫查区中的每一点被周期性加热，在试样中产生声波，热感应所得声波被缺陷或其他不完善性调制，所得信号可用粘附在试样被扫描面背面上的压电晶片来探测，碳化硅试样上同一区域的SEM和SEAM图像如图12.3-18所示。

图12.3-16 光声信号与所测得缺陷的长度、深度和抗弯强度之间的关系

图12.3-17 扫查电子声显微镜工作原理

SEAM技术适合于作材料研究，陶瓷为非导电体需要有一导电层覆盖以吸引电子束，在碳化硅或氮化硅试样上沉积碳也可增强图像的对比度。SEAM的成像速率介于SLAM和PAM之间，5mm见方的图像可在约1min内得到；SEAM的线分辨力在5μm量级，SEAM图像的空间分辨力取决于热波波长，而探测深度则取决于材料中的热扩散长度。(www.xing528.com)

在碳化硅和氮化硅试样上的研究表明，表面凹坑、小瘤和自然裂纹，SEAM是很容易成像的，从努氏压痕所发展出的与表面相连的裂纹长度小至10μm是可分辨的。在碳化硅中直径500μm、埋深550μm的孔洞是很容易成像的，而200μm直径的孔洞在深度300μm处则会漏检的，在氮化硅中直径130μm的孔洞在深度200μm处，易被漏检。

图12.3-18 碳化硅试样上同一区域的SEM和SEAM图像

图12.3-19 表面和皮下区激光散射试验装置示意图