分析电子显微镜真空系统常见故障及对策

分析电子显微镜真空系统常见故障及对策

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  电子显微镜的真空系统是由机械泵、扩散泵、真空管道、阀门及检测系统组成. 它用以排除镜筒中的空气使镜筒达到高真空状态(一般电镜要求10-4~10-5 torr, 超高压电镜要求10-8 torr).

   电子显微镜的镜筒必须在高真空状态方可工作, 如果镜筒中存有很多的空气, 这些气体分子将对镜筒的工作状态产生以下一些不良影响. ①气体分子和高速运动的电了碰撞, 缩短电子的自由程, 使电子发生散射, 引起“炫光”或减低像的反差; ②碰撞使气体电离放电引起电子束的不稳定或“闪烁”;③气体与炽热的灯丝相作用, 不断腐蚀灯丝, 缩短灯丝的寿命; ④残余的气体聚在样品上可使样品污染; ⑤影响高压的稳定性.

真空检漏的手段很多, 这里我们按照真空系统的组成顺序来分别论述:
1 机械泵: 机械泵主要是对镜筒低真空的抽气, 其极限真空度为10-2~10-3 torr, 主要故障如下:
a. 机械泵不工作: 首先检查其供电电源及供电电路, 看是否有断路及继电器的触点接触不良, 进一步可拆开马达, 检查线包及轴承磨损情况, 可根据具体情况更新或修理.
b. 机械泵抽气效率低: 检查油位是否偏低, 油中的水份、粘度、杂质. 如是, 可补充到位及更新, 换油前要用有机溶剂如**等对机械泵进行清洗, 然后烘干泵体, 注入新油. 进一步可查各密封件有无泄漏, 气孔是否错位等, 相应的进行更新及调整.
2 扩散泵: 扩散泵主要是对镜筒高真空的抽气, 极限真空度可达10-5~10-6 torr, 主要故障如下:
a. 扩散泵不工作: 首先检查炉丝供电电源, 然后查炉丝是否烧断. 进一步可查冷却水及停水报警系统, 如正常, 可继续检查扩散泵微动开关及控制微动开关的前置电磁阀、继电器, 找出哪一部件不工作, 采取相应的措施解决.
b. 扩散泵工作效率低: 检查硅油的质量和数量, 是否符合规定的要求, 可进行更换及补充. 然后可查靠近扩散泵的阀门及密封圈, 以及冷却水的温差, 这些都可引起硅油蒸发流失, 从而导致工作效率降低.
3 真空管道: 真空管道包括镜筒、镜筒上各对外窗口及连接泵和泵、泵与镜筒之间的各种真空排气通道.
a. 镜筒: 镜筒由成像系统和记录系统所组成, 主要故障为经常动作的地方, 如样品杆, 样品室, 电子枪, 暗室门等密封圈的磨损, 变形、老化等, 要经常检查或涂抹一些真空脂.
b. 管道: 管道的故障多发于橡皮螺纹管的老化, 接口松动, 以及突然停电所造成的阀门来不及放气, 由于负压的作用, 泵油倒灌流抵三向通道的小活塞间. 增加气阻, 而造成真空抽不上去. 解决的办法依次为更换、拧紧及清洗污染.

真空管道的漏气有时较难查明, 这里介绍另外2 种常用方法.
①灵活观察法
对真空的突漏, 可观察所动过或拆卸过的部位, 看是否有漏气现象, 做相应的处理.
②逐级闷盖法
这种方法要求熟悉真空系统通道结构及阀门的作用, 利用本机阀门及外加闷盖将真空系统通道逐步隔绝, 以便缩小检漏部位. 一般电镜均可利用本机阀门将扩散泵真空部位与镜筒真空部位进行隔绝, 然后再从需检漏通道的机械泵一端逐段向外扩展进行逐级检漏, 这样很快可找到漏气部位.

4 阀门及检测系统: 真空系统通道中有许多阀门, 阀门由程序控制, 自动启动. 即使在不工作的停机状态, 镜筒也要保持一定的真空状态. 镜筒的真空度由真空计检测并由表头显示, 一般真空压力在1个大气压到10-3 torr 时用皮拉尼(Pirani) 规管来测量, 对10-3~10-6 torr的高真空一般使用潘宁(penning) 规来测量.

a. 阀门: 阀门漏气主要原因有3 种:
①电磁阀不工作, 电压较低, 电磁阀线圈短路及电磁阀电源线路中的桥式整流线路二级管被击穿, 可分别采用升压及更换.
②阀门的密封圈老化及阀门污染: 可更换密封圈涂一些真空脂, 污染可拆卸用丙酮清洗.
③机械故障: 如阀门的传动机械松动, 螺丝松动都可引起阀的失灵.
b. 真空检测: 真空检测中常出的故障是真空规管污染、损坏及真空规控制线路的故障, 可采取丙酮清洗、更换及相关线路检修等措施.

总之, 真空检漏是一项复杂、耐心、细致的工作, 检漏的手段多种多样, 日常的维护及保养更为重要, 它可以消除隐患, 避免故障的发生。http://www.nyhlpb.com/

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