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LABORATORIO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES (2013-2014)
Alumno: JOSÉ FIDEL ZAMORA CARBÓ
P7. VISITA A LABORATORIOS. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA (SEM). METALOGRAFÍA.
OBJETIVOS:
-
Materiales:
Familiarizarse con la labor científico-investigadora que se
realiza en los laboratorios de la universidad.
Entender el funcionamiento y utilidad de la microscopía
electrónica.
Equipos SEM del laboratorio
de investigación de la UCLM
INTRODUCCIÓN:
Gracias al trabajo investigador de uno de los profesores
docentes de la asignatura, Jesús Canales Vázquez, la
Universidad de Castilla - La Mancha posee uno de los SEMs
(Scanning Electron Microscope) más potentes del mercado.
Actualmente sólo hay dos en España, uno en nuestra
universidad y otro en el País Vasco, algo que no es de extrañar
si tenemos en cuenta su precio: alrededor de 600.000€.
Figura 1. Ejemplo de Microscopio
Electrónico de Barrido (Modelo: JEOL
JSM-6490LV)
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Fuente: Guion del Laboratorio de Ciencias de los Materiales (UCLM)
La microscopía electrónica es una técnica de gran importancia en la caracterización de
materiales, ya que nos permite obtener imágenes directas de la microestructura del material,
incluso a escala atómica.
Figura 2. Tipos de microscopía.
El funcionamiento es similar al de un microscopio óptico, aunque en este caso la radiación de
la fuente de iluminación es un haz de electrones acelerados, que son más energéticos (menor
longitud de onda que la radiación de la luz visible 400-700nm) y permiten obtener un mejor
poder de resolución.
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P7. VISITA LABORATORIOS. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA (SEM). METALOGRAFÍA
Docentes: GLORIA BEGOÑA SÁNCHEZ, JESÚS CANALES
Los microscopios electrónicos se basan en las interacciones que se producen entre un haz de
electrones y un sólido. Dependiendo de la naturaleza de las mismas, aparecen los diferentes
tipos de microscopía electrónica, tal y como se recogen en el esquema de la Figura 1.
En la siguiente figura se ilustra el funcionamiento de un microscopio SEM:
Figura 3. Funcionamiento de un microscopio SEM.
Los electrones se generan en una fuente de hilo de W donde se aplica una diferencia de potencia
de hasta 30kV. Los electrones generados son dirigidos por una serie de lentes magnéticas para
formar un haz coherente que incide sobre la muestra. En la cámara y tras la interacción del haz
con el espécimen hay una serie de detectores estratégicamente colocados que permiten
recoger los electrones secundarios y/o retrodispersados, a partir de los cuales y mediante
amplificadores de señal, permiten obtener una imagen aumentada de la muestra.
Así mismo, el equipo cuenta con un detector de Energía Dispersada por Rayos X (EDX), que
permite determinar la composición en cualquier punto/región de la muestra analizada.
APLICACIONES:
Las aplicaciones de la microscopía electrónica son múltiples y muy útiles donde otros análisis y
ensayos comunes en los laboratorios tradicionales de materiales no pueden llegar. Sólo algunos
ejemplos son:
- Materiales metálicos: Fases cristalinas, texturas, composición, tamaño de grano,
patologías y deterioro (corrosión, fatiga, defectos, etc.)
- Análisis de fracturas en distintos materiales.
- Determinación de espesores.
- Materiales cerámicos: Microestructura, evaluación de la temperatura de cocción, fases
cristalinas, impurezas, detección e identificación de sales y eflorescencias, etc.
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LABORATORIO DE CIENCIA DE LOS MATERIALES (2013-2014)
Alumno: JOSÉ FIDEL ZAMORA CARBÓ
Figura 4. Imagen SEM de una capa fotoprotectora
utilizada en un semiconductor.
CONCLUSIÓN:
La visita a los laboratorios de investigación nos ha ilustrado como es la vida investigadora que
se desarrolla en sus instalaciones así como las diferentes tareas investigadoras que allí se
desarrollan, más concretamente las relacionadas con las pilas de combustible de óxido sólido.
Además, hemos tenido la oportunidad de observar en primera persona un microscopio SEM,
comprender su funcionamiento y estudiar sus miles de aplicaciones en ámbitos tan diversos
como puede ser la industria o la medicina. También hemos podido observar su enorme
capacidad de aumentos y la alta definición de las imágenes obtenidas.
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