中国现代教育装备
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 实验室建设  
电子显微及能谱原理实验教学装置设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2022-6-23 10:02:09
  [导读]设计制作了电子显微及能谱原理实验教学装置,其分为演示模块与教学模块两部分。利用可见光模拟电子光源,演示电子束聚焦、扫描过程;通过可变真空操作及电子束开关操作过程的顺序关系,演示使用逻辑。通过教学模块,讲授电子显微信号形成过程及能谱原理。本装置重点、难点设计突出,结构简单且使用方便,有助于学生在理解和掌握理论知识的同时,提高实际应用技能。

  随着对物质微纳米结构科学研究的深入,越来越多的现代物质结构检测设备在材料科学等相关领域被广泛应用。其中,以电子光学理论为基础已衍生出多种分析仪器,如扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针等。扫描电子显微镜自问世以来,经过80多年的发展,技术日臻完美,其与能谱仪(EDS)联用,不仅可以观察微区表面形貌,还可以进行成分分析,已逐渐成为材料、机械、生物等学科的重要研究手段,被广泛应用于相关领域[1-2]。

  仪器设备是高校开展教学、科研和服务社会的物质基础,直接制约着高等教育教学质量和科研水平的提高[3-6]。做好仪器设备管理工作,使其在人才培养与科学研究中发挥良好效能,是当前各高校普遍面临的难题[7-8]。为了让学生快速了解扫描电子显微镜及能谱仪,培养学生动手能力和科研能力,笔者设计并制作了电子显微及能谱原理实验教学装置(简称装置),将其作为电子显微分析课程的辅助教学手段,应用于实验教学。

  1 设计思路

  2 演示模块设计

  3 教学模块设计

  4 结语

  本装置使用可见光模拟电子光源,通过模块化的演示与教学,将电子显微镜及能谱仪抽象的原理和使用过程简化。装置构造简单,易于操作。目前,该装置已作为辅助教学手段应用于电子显微分析实验教学课2年,教学效果良好。

  参考文献

  [1] 李星.浅谈电子显微学发展及相关课程的优化改革[J].教育教学论坛,2021(51):168-170.

  [2] 杨珺,刘梅梅,汪晓庆,等.显微镜技术在教学和科研领域的应用及发展趋势[J].产学研理论与实践,2021,29(8):153-154.

  [3] 姚晓荣,叶兰洲.以自制(改制)仪器设备促进试验教学改革与创新[J].工程管理与技术,2021(7):152-153.

  [4] 吕厚均,汪成,原继红,等.对高校大型仪器设备资源共享的思考[J].黑龙江教育,2007(12):81-82.

  [5] 潘蕾.大型仪器设备共享平台的构建与实践[J].实验技术与管理,2008,25(8):162-164.

  [6] 王江华,赵燕.自制实验设备在实践教学中的作用研究[J].科技创新导报,2015,10(10):16-18.

  [7] 陈安,梁远博,胡兆勇,等.模块化电工电子工程应用实验平台的设计和应用[J].中国现代教育装备,2021(1):30-32.

  [8] 王猛,吴建强,李琰,等.绿色农业控制系统创新实践教学平台设计[J].中国现代教育装备,2021(1):26-29.

  [9] 李威,焦汇胜,李香庭. 扫描电子显微镜及微区分析技术[M].长春:东北师范大学出版社,2015.

  [10] 施明哲.扫描电镜和能谱仪的原理与使用分析技术[M].北京:电子工业出版社,2015.

  [11] 张大同.扫描电镜与能谱仪分析技术[M].广州:华南理工大学出版社,2009.

于凯1 艾峥嵘2,3 杨澈1 杜涛1 叶竹1

1.东北大学冶金学院 2.东北大学材料科学与工程学院 3.东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室


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