فایل کاربردی تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی 33 صفحه

قبل از اینکه به صفحه دانلود بروید پیشنهاد می کنیم قسمتی از متن و توضیحات تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی را در زیر مطالعه نمایید.

تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی در 33 صفحه ورد قابل ویرایش

فرمت فایل: doc

تعداد صفحات: 33

حجم فایل: 22 کیلو بایت

تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی در 33 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

پیدایش میكروسكوپ‌های الكترونی عبوری (TEM) به صورت تجاری به سال 1940 بازمی‌گردد، اما از سال 1950 به بعد بود كه كاربردهای گسترده‌ای در بررسی فلزات پیدا نمودند. مهم‌ترین عامل كاهنده در كاربرد TEM مطالعه فلزات در آن سال‌ها به مشكلات تهیه نمونه مربوط می‌شد. اما امروزه با توجه به روش‌های گوناگون تهیه نمونه فلزات، این نوع میكروسكوپ‌ها جایگاه خاصی را در میان متخصصین مواد و متالوژی برای خود ایجاد نموده و باعث بروز نقطه عطف بسیاری از پژوهش‌ها و تحقیقات گشته، به آن‌ها سرعت فراوانی داده‌اند. امروزه میكروسكوپ الكترونی عبوری امكان مطالعه موارد متنوعی در مواد گوناگون نظیر ویژگی‌های ریزساختاری مواد، صفحات و جهات بلوری، نابجایی‌ها، دوقلویی‌ها، عیوب انباشتگی، رسوب‌ها، آخال‌ها، مكانیزم‌های جوانه‌زنی، رشدو انجماد، انواع فازها و تحولات فازی، بازیابی و تبلور مجدد، خستگی، شكست، خوردگی و … را فراهم آورده‌است. در كل قابلیت‌های امروزی TEM را می‌توان مرهون چهار پیشرفت زیر دانست كه دوتای آن‌ها در ساختمان دستگاه و دوتای دیگر در نحوه تهیه نمونه حاصل شده‌اند:

– استفاده از چند عدسی جمع‌كننده

– پراش الكترونی سطح انتخابی

– نازك‌كردن نمونه‌ها برای تهیه نمونه‌های شفاف در برابر الكترون‌ها

– تهیه نمونه به روش ماسك‌برداری

در بررسی مواد، میكروسكوپ الكترونی عبوری دارای سه مزیت اصلی ذیل است:

1- قابلیت دسترسی به بزرگنمایی‌های بسیار بالا (حتی بیش از یك میلیون برابر) به دلیل به‌كارگیری انرژی بالی الكترون‌ها و در نتیجه طول موج كمتر پرتوها.

2- قابلیت مشاهد ساختمان داخلی فلزات و آلیاژها به دلیل قدرت عبور الكترون‌های پر انرژی از نمونه نازك.

3- قابلیت بررسی سطوح انتخابی نمونه به دلیل وجود حالت بررسی با پراش الكترون‌ها.

مقایسه TEM با OM

به طوور كلی میكروسكوپ الكترونی عبوری (TEM) مشابه میكروسكوپ نوری (OM) است با این تفاوت كه در آن به جای نور با طول موج حدود ? 5000 از الكترون‌هایی با طول موج حدود ? 05/0 برای روشن كردن نمونه استفاده می‌شود. این امر به میكروسكوپ امكان می‌دهد كه از نظر تئوری دارای قدرت تفكیك 105 با بهتر از میكروسكوپ نوری گردد. اما در عمل به علت محدودیت‌های مربوط به طراحی عدسی‌ها و روش‌های نمونه‌گیری، قدرت تفكیك تنها به ? 2 می‌رسد كه به نسبتی در حدود 1000 مرتبه از قدرت تفكیك میكروسكوپ نوری بهتر است. در كارهای روزمره قدرت تفكیك TEM حدود ? 10 است. قدرت تفكیك زیاد میكروسكوپ عبوری در مقایسه با میكروسكوپ نوردی امكان كاربرد آن برای بررسی رزساختار فلزات را فراهم می‌سازد. زیرا امكان مشاهدة اجزای نمونه تا ابعاد اتمی را میسر می‌نماید.

این قدرت تفكیك مسلماً بدون زحمت و صرف وقت قابل دستیابی نیست، اما به‌هر حال در دسترس متالورژیست‌ها قرار دارد. بزرگنمایی زیاد نیز برای استفاده كامل از قدرت تفكیك میكروسكوپ ضروری است. با وجود این حتی با بزرگنمایی‌های حدود 1000 نیز نتایج TEM به مراتب روشن‌تر از نتایج میكروسكوپ نوری است. پرتوی روشن‌كننده در TEM الكترون و در OM، امواج نوری مركب است. یك عدسی الكترونی ساده قادر است بزرگنمایی را حدود 50 تا 200 برابر افزایش دهد.

اجزای میكروسكوپ الكترونی عبوری TEM Parts

در شكل اجزای اصلی یك میكروسكوپ الكترونی عبوری نشان داده شده‌است. این طرح بنا به مورد كاربرد، به منظور به‌كارگیری انواع اثرات متقابل الكترون و نمونه اصلاح یا ترمیم‌شده و به تجهیزات كمكی و ویژه مجهز می‌گردد. همان‌طور كه مشاهده می‌شود از اجزای اصلی یك دستگاه TEM، می‌توان تفنگ الكترونی، عدسی جمع‌كننده، ردیف‌كننده پرتو، نگهدارنده نمونه، عدسی شیئی، عدسی تصویری، سیستم‌های ازبین برنده آلودگی، پرده فلورسنت و دوربین عكاسی را برشمرد. كل سیستم در خلاء حداقل 4-10 تور قرار دارد تا مسیر آزاد طولانی برای الكترون‌ها موجود باشد. در شكل (3) نیز مسیر حركت پرتوهای الكترونی نشان داده شده‌است.

تفنگ الكترونی Electron Gun

سیستم روشن‌كننده در TEM شامل یك تفنگ الكترونی است كه از یك رشته (فیلامنت) گرم (عمدتاً از جنس تنگستن) متصل به پتاسیم الكتریكی بالا كه با یك محفظه قطبی به نام استوانه و هنلت (Wehnelt ) احاطه می‌شود، تشكیل شده‌است. پایین‌تر از این قسمت یك آند متصل به زمین قرار گرفته كه در وسط آن سوراخی برای عبور الكترون‌ها به طرف پایین ستون تعبیه شده‌است. ولتاژهای شتا‌ب‌دهنده به‌كار رفته در دو گروه عمده قرار می‌گیرند. میكروسكوپ‌های معمولی از ولتاژهای 20 تا 120 كیلووات استفاده می‌نمایند. تعداد ولتاژ انتخاب‌شده در این فاصله معین بوده و معمولاً با گام‌های 20 كیلوولتی است. در گروه دیگری از میكروسكوپ‌ها (مرسوم به میكروسكوپ‌های ولتاژ بالا) از ولتاژهای 200 تا 1000 كیلوولت نیز استفاده می‌شود.

شایان ذكر است كه تمام انواع ذكرشده به‌صورت تجاری در دسترس بوده و قیمت متناسب با ولتاژ شتاب‌دهنده تعیین می‌گردد. جریان كلی تفنگ الكترونی در حدود A m 100 است. اما تنها كسری آن موجب تشكیل تصویر نهایی شده و بقیه آن توسط دریچه‌های گوناگون ستون میكروسكوپ جذب می‌گردد. هنگامی‌كه به بزرگنمایی بالاتری نیاز است، از تفنگ الكترونی قوی‌تری استفاده می‌شود. عدسی Lens در میكروسكوپ‌های الكترونی از عدسی‌های خاصی استفاده می‌شود. عمده این عدسی‌ها در دو گروه عدسی‌های مغناطیسی (سیم‌پیچ مغناطیسی با هسته آهنی) و عدسی‌های الكترواستاتیكی طبقه‌بندی شده‌اند. عدسی‌های نوع دوم دارای مزیت یكنواختی زمینه هستند ولی با این وجود بیشتر از اعوجاج حوزه الكتریكی در اثر آلودگی تأثیر می‌پذیرند. به همین جهت تاكنون نتوانسته‌اند جای عدسی‌های مغناطیسی را بگیرند.

به‌خاطر محدودیت‌های موجود در طراحی، عدسی‌های میكروسكوپ TEM روزنه‌هایی به مراتب كوچكتر از روزنه‌های عدسی‌های شیشه‌ای میكروسكوپ را تشكیل می‌دهد. یك عدسی شیئی مغناطیسی نمونه با فاصله كانونی mm5/2 (m 2500) و روزنه شیئی m 50 دارای نیم‌زاویة پذیرش(Acceptance Half-Angle) در حدود 3- 10×5 رادیان است، در حالیكه نیم‌زاویة پذیرش برای یك عدسی شیئی نوری خوب حدود رادیان (‍°‎60) می‌باشد. بازده كم عدسی الكترونی تا حدی توسط عمق نفوذ بیشتر حوزه آن و عمق تمركز بالا جبران می‌شود.

اكثر میكروسكوپ‌های TEM پیشرفته دارای 4 تا 6 عدسی می‌باشند. عدسی جمع‌كننده پرتوی الكترونی را روی نمونه متمركز می‌نماید. عدسی شیئی اولین تصویر بزرگ‌شده را ایجاد می‌كند. این تصویر مجدداً توسط عدسی تصویری بزرگ‌شده و تصویر نهایی را كه معمولاً قابل رویت است روی صفحة فلورسنت تشكیل می‌دهد. برای ثبت تصویر، صفحة فلورسنت برداشته شده و به‌جای آن یك صفحة فتوگرافیك یا فیلم قرار داده‌می‌شود. تمام آنچه كه یك میكروسكوپ نوری قادر به تفكیك آن می‌باشد با بزرگنمایی 500 قابل مشاهده است. بزرگنمایی بالاتر مشاهدة جزییات را آسان‌تر می‌كند اما قدرت تفكیك را افزایش نمی‌دهد. برای استفاده كامل از قدرت تفكیك میكروسكوپ الكترونی، بزرگنمایی تا 200000 یا بیشتر مورد نیاز است. این بزرگنمایی‌ها با استفاده از دو عدسی بدست‌ نمی‌آیند. بنابراین از بزرگنمایی سه مرحله‌ای استفاده می‌شود. برای این‌كار یك عدسی میانی در بین عدسی‌های شیئی و تصویری قرار می‌دهند.

برای عدسی شیئی معمولاً از یك بزرگنمایی ثابت استفاده می‌شود كه مقدار آن متناسب با موقعیت نمونه و فاصله كانونی است. عدسی تصویری نیز دارای بزرگنمایی‌های مشخصی می‌باشد. بزرگنمایی‌های بین این حدود را می‌توان با تنظیم شدت جریان در عدسی میانی بدست آورد. مقدار لازم بزرگنمایی بسته به نوع نمونه است، اما مرسوم آن است كه برای تسهیل مقایسه تصاویر در بررسی یك نمونه از تعداد معینی بزرگنمایی ثابت استفاده گردد. به‌عنوان مثال در ماسك‌برداری صورت‌گرفته از نمونه‌های فولادی، بزرگنمایی‌های ثابت 2000، 5000، 10000 و 25000 را به‌كار می‌برند. همچنین صفحات فتوگرافیك را می‌توان تا 5 بار بدون هیچ‌گونه اشكالی بزرگ كرد.

فایل مفید دیگر:  نقش ورزش در سلامتی قلب زیر دسته پزشکی

عدسی جمع‌كننده Condenser Lens

نازك كردن شیمیایی Chemical Thinning

روشی كه در آن می‌توان حداقل تخریب‌ها را در یك نمونه بدست‌آورد، پرداخت‌كردن شیمیایی است. با استفاده از این روش، برخی عیوب شناخته شده در مراحل مكانیكی آماده سازی نمونه تا حدودی از بین می‌رود، اما به‌دست آوردن سطوح موازی در نمونه مشكل به‌نظر می‌رسد. ماشین‌هایی كه در آن با استفاده از فرآیندهای شیمیایی می‌توان ضخامت را كنترل نمود، در دسترس هستند. در این دستگاه‌ها هر دو سطح نمونه همزمان با یك محلول خوردنده پرداخت می‌شوند. اگر ماده نمونه زیاد باشد، كل نمونه در محلول غوطه‌ور شده و هیچ تلاشی برای جلوگیری از خوردگی لبه‌ها صورت نمی‌گیرد. به عبارت دیگر نمونه به اندازه كافی خورده شده و پراخت می‌شود. بنابراین با به‌كارگیری این روش نیازی به تهیه نمونه‌های اولیه بسیار كوچك نیست.

نازك‌كردن نهایی نمونه Final Thinning

پرداخت الكتریكی Electropolishing پرداخت الكتریكی یا الكتروپولیش اغلب برای رساندن ضخامت نمونه به ضخامت نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملیات پرداخت الكتریكی در یك سلول حاوی الكترولیت كه در آن نمونه در حالت آند قرار دارد، با اعمال یك پتانسیل مناسب برای حل‌كردن مقدار كنترل‌شده‌ای از نمونه، انجام می‌شود. این عمل تا ایجاد یك سوراخ در نمونه ادامه می‌یابد. محدودة عبور الكترون در ‏TEM ، نوار باریكی در محیط همین سوراخ است. سلول پرداخت الكترویكی در واقع با حذف برجستگی‌ها و نامنظمی‌ها بسیار ریز سطح نمونه، آنرا پرداخت می‌نماید. این امر باعث صاف‌شدن سطح و در نهایت نازك‌شدن یكنواخت، كامل و سریع نمونه می‌شوند. پرداخت الكتریكی در واقع روشی عكس فرآیند آبكاری الكتریكی است. در این روش، قطعه مورد پرداخت، آند قرار داده می‌شود و لذا گرایش به حل‌شدن در الكترولیت دارد. الكترولیت و چگالی جریان طوری كنترل می‌شوند كه اكسیژن آزاد‌شده در آند، نقاط برجسته قطعه را اكسید نماید. فلز اكسید شده در الكترولیت حل‌شده و در نتیجه سطحی صیقلی مانند صیقل كاری مكانیكی بدست می‌آید.

در محلول الكترولیت سلول معمولاً یك عامل اكسیدكننده و یك معرف حضور دارند كه باعث ایجاد یك لایه چسبناك، غلیظ و پایدار بر روی نمونه می‌شوند. پرداخت‌كاری نرم با حل شدن نمونه همراه بوده و همان‌طوری كه در شكل نشان داده شده‌است، با طول مسیر نفوذ از فیلم چسبناك تا الكترولیت كنترل می‌شود. هرچه نقاط سطح نمونه به سطح آزاد الكترولیت نزدیك‌ترد باشند، عملیات حل‌شدن نسبت به محیط اصراف سریع‌تر صورت می‌گیرد. بدین ترتیب یك سطح نرم به‌دست می‌آید كه از روشنایی و براقی آن قابل تشخیص است. از آن‌جا كه می‌بایست لایه چسبناك نازك نگه‌داشته‌شود، لازم است كه الكترولیت محتوی یك ماده حل‌كننده لایه چسبناك، یك عامل اكسیدكننده و یك تشكیل‌دهنده لایه باشد. گاهی یك نوع معرف می‌تواند به هر سه‌گونه رفتار نموده و الكترولیت را ساده نماید. یكی از این معرف‌ها محلول رقیق اسید پركلریك )4 (HCLO در اتانول می‌باشد كه یك عامل پرداخت‌كننده مرسوم است. هرچندگاهی الكترولیت‌های پیچیده‌ای با بیش از 3 الی 4 جزء نیز مشاهد می‌شود. در چنین مواردی یك عامل اكسیدكننده نظیر اسید پركلریك

)4 (HCLO یا اسید نیتریك )3 (HNO، یك تشكیل‌دهنده لایه مانند اسید فسفریك

)4 SO 2 (H برای حل‌كردن اكسیدها و نیز یك رقیق‌كننده‌ای كه می‌تواند غلیظ هم باشد مثل گلیسرول برای كنترل‌كردن سرعت واكنش، حضور دارد. تركیب الكترولیت یا تغییرات اولیه پتانسیل كاربردی تعیین می‌شود. از طرف دیگر پتانسیل پایین با اچ شدن نمونه و پتانسیل بالا به سوراخ شدن و عدم پرداخت‌كاری منجر می‌گردد. بدیهی است می‌بایست از هر دو گونه شرایط مذكور دوری جست. شرایط صحیح عملكرد با مطالعه منحنی عملی ولتاژ – جریان قابل تشخیص است. پرداخت‌‌كاری بهینه در منطقه فلات منحنی رخ می‌دهد. هرچند یك پتانسیواستات برای اندازه مقدار واقعی منحنی ولتاژ – جریان مورد نیاز است. به دلیل وجود مشكلات بسیار در حصول شرایط پایدار، تحقیقات خبره كمتری برای رم منحنی‌های تجربی انجام شده‌است. در مجموع تحقیقات انجام‌شده مبین شروع فرآیند با پتانسیل توصیه شده‌است. فراتر رفتن پتانسیل، باعث اچ شدن و فروتر رفتن آن منجر به حفره‌دار شدن نمونه خواهد گشت.

روش پنجره The Window Technique

آخرین مرحله نازك‌كردن نمونه از صفحات حدود m m 125 به ضخامتی نهایی تلاش‌های تحقیقی فراوانی را به خود جذب‌ نموده‌است. در این میان متغییرهایی چون شكل هندسی آند و كاتد، پایداری ولتاژ، دمای محلول و تلاطم الكترولیت همگن مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. رساندن نمونه به ضخامت‌هایی در حدود و رقم مذكور با روش‌هایی چون نازك‌كردن شیمیایی، پرداخت الكتریكی، كوبیدن، استفاده از جرقه و ماشین‌كاری، با به‌كارگیری ظرایف و نكاتی امكان‌پذیر است. ابتدایی‌‌ترین روش پراخت الكتریكی كه با نام “ روش پنجره “ شناخته شده است، توسط Bollman (1965) ارایه شد. این روش بر سرعت گوناگون خوردگی مناطق مختلف سطح تكیه دارد. نمونه اولیه مورد استفاده در این روش مربعی با ابعاد 2×1 سانتی‌متر بوده، توسط گیره‌ای شبیه موچین در الكترولیت آویزان است. به منظور حفاظت در برابر حمله محلول، نمونه با یك لاك مقاوم به اسید پوشش شده‌است درون وان الكترولیت مواد به ارتفاع كافی حضور داشته و همزن مغناطیسی موجود تلاطم و گردش مناسب محلول را ایجاد می‌نماید. نمونه به قطب مثبت (آند) متصل است. كاتد نیز ورقه‌هایی از همان جنس نمونه یا موادی خنثی نظیر پلاتین یا فولاد ضدزنگ می‌باشد. موچین نگهدارند نمونه حتی می‌تواند با دست‌نگه‌داشته‌شده و با غوطه‌ور شدن نمونه در محلول، جریان برقرار گردد. در هر حال پس از برقراری جریان الكتریكی در داخل الكترولیت، نمونه آرام‌آرام خورد شده و به سمت ایجاد بخش‌هایی گلویی شكل حركت می‌كند. به دلیل شفاف بودن ظرف و محلول الكترولیت، رویت فرآیند پرداخت الكتریكی و خورد‌ه‌شدن نمونه

دایماً امكان‌پذیر خواهد بود. پس از سوراخ‌شدن این قسمت گلویی‌شده، نمونه مورد نظر برای TEM آماده خواهد بود. در نهایت چیزی كه از نمونه باقی می‌ماند، شبیه پنجره است و نامگذاری این روش نیز به همین دلیل می‌باشد. در خاتمه نمونه به دست‌آمده را به منظور حذف مواد الكترولیت از روی آن در یك ظرف آزمایشگاهی حاوی حلال فروبرده و سپس شستشو می‌دهند. آن‌چه كه Bollman در سال 1956 ابداع نمود، استفاده از دو كاتد در دو طرف نمونه بود. او كاتدهایی را فاصله یك‌ میلی‌متری نمونه‌هایی كه لبه‌های آن لاك شده بود قرار داد. بدین ترتیب سوراخ‌شدن در مركز نمونه آغاز می‌شد. در حالی كه عملیات پرداخت‌كاری در حال انجام بود، او فاصله كاتدها از نمونه را افزایش داده و به حدود یك سانتی‌متر می‌رساند. بدین ترتیب عمل سوراخ شدن در فصل مشترك لاك – فلز نیز آغاز می‌گشت. فرآیند پرداخت‌كاری تا زمانی‌كه دو سوراخ مذكور به یكدیگر می‌رسیدند ادامه می‌یافت . بدین ترتیب با بریدن نمونه، دو نمونه زبانه‌ای شكل و نازك برای انجام آزمایش بدست می‌آمد.

 


از این که از سایت ما اقدام به دانلود فایل ” تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی ” نمودید تشکر می کنیم

هنگام دانلود فایل هایی که نیاز به پرداخت مبلغ دارند حتما ایمیل و شماره موبایل جهت پشتیبانی بهتر خریداران فایل وارد گردد.

فایل – تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی – با کلمات کلیدی زیر مشخص گردیده است:
تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی;پژوهش بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی;مقاله بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی;دانلود تحقیق بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی;بررسی میكروسكوپهای الكترونی و كاربرد آنها در علم پزشكی;میكروسكوپهای الكترونی ;كاربرد میكروسك

جعبه دانلود

برای دانلود فایل روی دکمه زیر کلیک کنید
دریافت فایل


شما ممکن است این را هم بپسندید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *