软土强度与变形特性的微细观分析

第四章 软土强度与变形特性的微细观分析

§4.1 微观测试仪器简介

§4.1.1环境扫描电子显微镜(ESEM)

借助电子显微技术技术，可直接观察到土体的微观结构，从微观层次解释土体的工程性质。环境扫描电子显微镜（ESEM）是现阶段研究土体微结构重要的、最常用的显微观察仪器，该仪器能对含水土样直接观察，不需干燥和镀膜处理，可在接近天然原状条件下观测土体的微观结构图像，是一种很有前景的土体微观试验研究手段。扫描电子显微镜（ESEM）的工作原理如图4-1所示；图4-2所示为荷兰FEI公司生产的型号为Quanta 200的环境扫描电子显微镜，其主要技术参数如下： 1 分辨率： 二次电子像:

高真空模式 1.2nm @ 30kV; 3.0nm @ 1kV 低真空模式 1.5nm @ 30kV; 3.0nm @ 3kV 环境真空模式 1.5nm @ 30kV

背散射电子:

高真空和低真空模式: 2.5nm @ 30kV 扫描透射STEM探测器: 0.8nm @ 30kV

图4-1 扫描电镜原理示意图

2 加速电压 200V ～ 30kV,连续可调 3 放大倍数：12倍～100万倍

4 电子枪：高亮度肖特基热场发射电子枪，4 极电子枪单 5 最大电子束流：100nA 6 样品室压力最高达4000Pa

7 样品台：全对中样品台，5轴马达驱动

X≥100mm，Y≥100mm，Z≥60mm，T≥-5～+70°（手动）R=360°连续旋转，最大样品尺寸: 左右284mm。

图4-2 Quanta 200环境电子扫描显微镜

图4-3所示为膨润土粉末在不同放大倍数的电子扫描图片。

(a)200倍

(b)500倍