Aplicaciones del microscopio electronico de barrido

APLICACIONES DE MICROSCOPIA ELECTRONICA DE BARRIDO (SEM) Y ANALISIS DE FRACTURA DE UNA ALEACIÓN DE Cu – 10 Al
Mario Grágeda Zegarra1 y Susana Montesinos 1. 1. Estudiantes del Programa de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, mención Ciencia de los Materiales, Facultad de ciencias físicas y matemáticas, Universidad de Chile.

1. INTRODUCCION El microscopio electrónico de barrido (SEM) es uninstrumento que permite la observación y caracterización superficial de materiales inorgánicos y orgánicos, entregando información morfológica del material analizado. A partir de él se producen distintos tipos de señal que se generan desde la muestra y se utilizan para examinar muchas de sus características. Con él se pueden realizar estudios de los aspectos morfológicos de zonas microscópicas delos distintos materiales con los que trabajan los investigadores de la comunidad científica y las empresas privadas, además del procesamiento y análisis de las imágenes obtenidas. Las principales utilidades del SEM son la alta resolución (~100 Å), la gran profundidad de campo que le da apariencia tridimensional a las imágenes y la sencilla preparación de las muestras. El microscopio electrónico debarrido puede estar equipado con diversos detectores, entre los que se pueden mencionar: un detector de electrones secundarios para obtener imágenes de alta resolución SEI (Secundary Electron Image), un detector de electrones retrodispersados que permite la obtención de imágenes de composición y topografía de la superficie BEI (Backscattered Electron Image), y un detector de energía dispersiva EDS( Energy Dispersive Spectrometer) permite colectar los Rayos X generados por la muestra y realizar diversos análisis e imágenes de distribución de elementos en superficies pulidas. 2.- PRINCIPALES APLICACIONES Las aplicaciones del microscopio electrónico de barrido son muy variadas, y van desde la industria petroquímica o la metalurgia hasta la medicina forense. Sus análisis proporcionan datoscomo textura, tamaño y forma de la muestra. Entre las áreas de aplicación de esta técnica, se pueden mencionar: 1. Geología: Investigaciones geomineras, cristalográficas, petrológicas. Estudio morfológico y estructural de las muestras. mineralógicas y

2. Estudio de materiales: Caracterización microestructural de materiales. Identificación, análisis de fases cristalinas y transiciones de fases endiversos materiales tales como metales, cerámicos, materiales compuestos, semiconductores, polímeros y minerales. Composición de superficies y tamaño de grano. Valoración del deterioro de materiales, determinación del grado de cristalinidad y presencia de defectos. Identificación del tipo de degradación: fatiga, corrosión, fragilización, etc.

3. Metalurgia: Control de calidad y estudio defatiga de materiales, características texturales. Análisis de fractura (fractomecánica) en materiales (Ver Figura 1), un ejemplo concreto de este tipo de aplicación se expone en la parte de trabajo práctico.

Figura 1 – Imagen de la rotura de una varilla de acero obtenida mediante un Microscopio Electrónico de Barrido.

4. Odontología: En este campo son muchas las aplicaciones de lascaracterizaciones morfológicas que se pueden realizar con el microscopio electrónico de barrido. Una aplicación específica de este microscopio se obtiene al estudiar la direccionalidad de las varillas del esmalte dental [1]. El esmalte dental posee varias fases de formación, en las cuales se van depositando elementos minerales que llegan al lugar por los vasos sanguíneos circundantes, produciéndose lamineralización total en la última fase de su formación. En esta etapa se forman cristales, que al depositarse toman una disposición en todo el tejido formado, creando las varillas del esmalte, estructura principalmente inorgánica (98%), adquiriendo una disposición muy particular de acuerdo al sector que se estudie de la pieza dentaría. Estas varillas son observadas con un microscopio electrónico de...