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氩离子抛光(常用氩离子抛光机)与离子减薄的异同,一直以来困扰着很多用户,其实这两者的基本原理没什么不同,不同的是使用它们的目的。
离子减薄是通过利用离子束辐照材料表面,使其发生腐蚀或剥离,从而将材料的厚度减少到所需的尺寸。离子束可以是高能离子或低能离子,其能量决定了材料表面的腐蚀速率。离子束辐照可以是均匀的,也可以是局部的,使得只有特定区域被减薄。
离子研磨是通过利用离子束在材料表面产生的冲击和喷射效应去除表面杂质和不均匀部分,使材料表面更平整光滑。离子束在击中材料表面时,会引起表面原子的弹跳和扩散,从而消除局部高度差,使表面更加均匀。
FIB和离子减薄是在透射电子显微镜(TEM)测试领域内行之有效的样品制备手段,而氩离子抛光弥补了TEM之外的其他分析测试领域离子束制备样品的空白,已发展成为一种新型的高质量抛光技术,在地质领域已经有了较为广泛的应用,然而在其他材料领域的使用还鲜为人知,有待进一步拓展。
氩离子抛光一般具备两种抛光功能,截面抛光和平面抛光。
其中,截面抛光的一项重要改进是使用了挡板,如图1a所示。离子束出射,被挡板遮挡的部分不受离子束的轰击,而裸露部分边缘则在离子束作用下逐渐形成一个垂直于挡板的平整横截面,如图1b所示。
平面抛光的示意图如图1c所示。平面抛光的样品形态比截面抛光可以更为多样化,异形块体和粉末抛光也可适用。离子束以一定入射角从样品表面掠过,样品表面的原子从上至下被层层除去,从而形成平整的抛光面。
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