扫描电镜特殊类型样品制备系列 04——磁性材料

磁性材料样品在扫描电子显微镜（SEM）中的观察可能会受到其自身磁性的影响，这种影响主要集中在仪器的正常运行和成像质量上。

磁性材料

物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质。

磁性材料按照用途，主要可以分为永磁材料、软磁材料和磁致伸缩、磁制冷材料等。

扫描电镜在磁性材料中的应用

稀土永磁  

• 烧结磁体：速凝带、粉末颗粒、磁体晶粒大小形状以及境界相的分布

• 热压磁体：快淬带、磨粉颗粒、磁体晶粒及晶界相分布

• 粘接磁体；造粒、磁体颗粒及粘接剂的分布

飞纳电镜下的烧结 NdFeB

飞纳电镜下的烧结 NdFeB 速凝带

磁性样品对扫描电镜的影响

磁性材料产生的磁场会干扰电子束的聚焦，影响束斑形状，引起图像模糊变形，称为象散变化。

扫描电镜的物镜和扫描线圈都是通过电磁场控制的，磁性样品有磁场存在，会造成磁场叠加，叠加的磁场可能不均匀，使得物镜磁场偏离轴心对称，导致束斑变形，造成象散。叠加的磁场影响扫描线圈的交变磁场，影响扫描区域的大小，造成放大倍数不准。

解决方案

• 象散矫正

所有扫描电镜都会提供调整象散的功能。一般情况下，扫描电镜可以存储大多数样品有效的标准值，但部分设备要求用户每次都要调整象散。

该功能提供额外的电磁场用于矫正变形的电子束，当束斑回归圆形时，可以产生最佳图像。

更改象散时，可能需要再次微调焦点。

• 消磁

对于部分永磁材料，过强的剩磁不仅会影响成像，而且会对扫描电镜的硬件产生干扰，甚至损坏。因此这类永磁材料的观测一定要在其退磁态进行，一般可以采用热退磁方法，将磁体加热到居里温度以上 100 摄氏度，并保温超过半个小时以上，使磁性消除