Microscope électronique dans le garage
Quelque part, un ami m'a appelé et m'a dit: j'ai trouvé une chose intéressante, je dois vous l'apporter, elle pèse une demi-tonne. J'ai donc reçu une colonne d'un microscope électronique à balayage JEOL JSM-50A. Il a longtemps été radié d'un institut de recherche et mis au rebut. Nous avons perdu l'électronique, mais nous avons réussi à sauver la colonne électro-optique avec la partie à vide.
Jusqu'à présent, je n'ai pas traité d'un tel équipement scientifique, sans parler de pouvoir l'utiliser et d'imaginer comment il fonctionne. Pour restaurer ce microscope au moins à l'état "on dessine avec un faisceau d'électrons sur un écran luminescent" il faut:- Comprendre les bases des microscopes électroniques
- Comprendre ce qu'est un vide, comment cela se produit
- Comment mesurer le vide, comment l'obtenir
- Fonctionnement des pompes à vide poussé
- Minimiser la compréhension de la chimie (quels solvants doivent être utilisés pour nettoyer la chambre à vide, quelle huile doit être utilisée pour lubrifier les pièces à vide)
- Maîtriser le travail des métaux (tournage et fraisage) pour la fabrication de toutes sortes d'adaptateurs et d'outils
- Traitez les microcontrôleurs, les circuits pour leur connexion
Ayant la méthode scientifique en service, je vais essayer de maîtriser des domaines complètement nouveaux que je n'ai jamais abordés auparavant. Je vous invite à faire ça avec moi.La restauration du microscope après au moins une dizaine d'années est sous cat.AVERTISSEMENT: N'oubliez pas, la sécurité passe avant tout! Je ne suis pas responsable du fait que vous nuisiez accidentellement à votre santé ou que vous créiez un trou noir en utilisant les connaissances de cet article.Il est intéressant non seulement de mettre l'ancienne pièce de fer en état de fonctionnement, mais également de vérifier s'il est possible d'utiliser la méthode scientifique pour maîtriser des domaines complètement nouveaux.Par conséquent, avant de faire quelque chose, il est toujours utile de comprendre comment cela fonctionne.Principes de fonctionnement des microscopes électroniques
Il existe deux types de microscopes électroniques:Microscope électronique à transmission
La TEM est très similaire à une optique conventionnelle, seul l'échantillon étudié n'est pas irradié avec de la lumière (photons), comme dans un microscope optique, mais avec des électrons.La longueur de la longueur d' onde du faisceau d'électrons est beaucoup plus petit que le photon, alors vous pouvez obtenir beaucoup utilisé pour la résolution proc EED.La mise au point et le contrôle du faisceau d'électrons sont effectués à l'aide de lentilles électromagnétiques ou électrostatiques. Ils ont même la même distorsion (aberration chromatique) que les lentilles optiques, bien que la nature de l'interaction physique soit complètement différente. Incidemment, il ajoute également de nouvelles distorsions (torsion des électrons dans la lentille le long de l'axe du faisceau d'électrons, ce qui ne se produit pas avec les photons dans un microscope optique).Le TEM présente des inconvénients: les échantillons à tester doivent être très fins, plus fins que 1 micron, ce qui n'est pas toujours pratique à la maison. Par exemple, pour regarder vos cheveux en clair, vous devez les couper sur au moins 50 couches. Cela est dû au fait que la capacité de pénétration d'un faisceau d'électrons est bien pire que celle du faisceau de photons. De plus, le TEM, à de rares exceptions près, est plutôt lourd. Cet appareil, illustré ci-dessous, ne semble pas si grand (bien qu'il soit plus grand qu'un homme et possède un cadre en fonte solide), mais il existe également un bloc d'alimentation de la taille d'une grande armoire, occupant une pièce entière.Mais la résolution TEM est la plus élevée. Avec elle (si vous essayez dur), vous pouvez voir les atomes individuels de la substance. (Photo d'ici ).Cette autorisation est particulièrement utile pour identifier l'agent causal d'une maladie virale. Toutes les analyses de virus du 20e siècle ont été construites sur la base de la TEM, et seulement avec l'avènement de méthodes moins coûteuses pour diagnostiquer les virus populaires (par exemple la PCR ), l'utilisation systématique des TEM à cette fin n'est plus trouvée.Par exemple, voici à quoi ressemble la grippe H1N1 "claire": (photo d'ici )Microscope électronique à balayage
SEM est principalement utilisé pour étudier la surface d'échantillons à très haute résolution (une augmentation d'un million de fois, contre 2 000 pour l'optique). Et cela est beaucoup plus utile dans le ménage :)Par exemple, quelqu'un regarde une nouvelle brosse à dents:Dans un microscope à balayage, un faisceau d'électrons étroitement focalisé «scanne» la surface de l'échantillon point par point, et toutes sortes de capteurs captent ce qui vole hors de l'échantillon après avoir été touché par des électrons.Les éléments suivants peuvent s'envoler:- électrons de différentes énergies- rayonnement optique des gammes visible, infrarouge, ultraviolet- rayonnement X- merde inconnueLe principe de fonctionnement d'un microscope électronique à balayage est un peu comme le tube à rayons cathodiques d'un téléviseur (qui possède à la fois un vide profond et un canon à électrons, et système de focalisation et de déflexion des lentilles). Voici, en passant, comment cela fonctionne lors de la prise de vue 1000 images / s:La même chose devrait se produire dans la colonne opto-électronique du microscope, seul l'échantillon est irradié, pas le phosphore de l'écran, et l'image est formée sur la base d'informations provenant de capteurs (électrons secondaires, électrons réfléchis élastiquement et autres).Le tube d'image de télévision et la colonne de microscope électronique optique ne fonctionnent que sous vide.Inspirés par les photos , nous nous mettons au travail.Colonne optique
Une colonne de microscope optique-électronique est une chambre à vide dans laquelle se trouvent:- faisceau d'électrons émettant un faisceau d'électrons
- un système de lentilles électromagnétiques focalisant, déplaçant, déroulant et déplaçant le faisceau
- porte-échantillon, avec la possibilité de se déplacer et de s'incliner sur différents axes
- détecteurs de rayonnement de diverses natures - électrons, rayons X, plages de lumière
- ports pour connecter des appareils supplémentaires
- système de contrôle du vide
Canon électronique (avec le cylindre Venelta retiré ):
une scène contrôlée (située à l'intérieur de la colonne, accessible par une passerelle spéciale, en dehors de son emplacement peut être reconnue par l'abondance de poignées pour le déplacement et l'inclinaison)
I. Démontage, nettoyage, peinture
La toute première chose que je voulais faire était de bien laver et peindre les pièces rouillées. Les capots de protection du dessus et du côté ont été enlevés, encore plus de poussière est apparue sous eux et l'acier a réussi à rouiller par endroits sous l'action de l'humidité et de l'air. Il est bon que la colonne elle-même soit en acier inoxydable et ne s'oxyde pas facilement.La pièce à vide (sous la colonne) pendant le processus de démontage ressemblait à ceci:
Retirez du bas tous les raccords à vide, les restes de l'unité de contrôle du vide, la pompe de diffusion, nous nettoyons et peignons le fond avec une peinture noire semi-mate pour le rendre beau. Retirez les capots de protection d'en haut, voyez trente ans de poussière, lavez tout avec notre peau, peinture et peinture. Voici / était pour comparaison:
Après avoir traité les morceaux de fer, j'ai déverrouillé la suspension à ressort anti-vibration de la colonne et j'ai essayé de suspendre la colonne en position de travail (une tôle d'acier de deux centimètres et plusieurs matériaux de lestage assurent la solidité du balancement).Toutes les parties du projet:Regardez également la vidéo sur ma chaîne .J'attends vos commentaires et questions avec impatience, à bientôt dans la prochaine série! Source: https://habr.com/ru/post/fr398853/
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