PRZYGOTOWANIE PRÓBEK DO MIKROSKOPI SKANINGOWEJ

Ewa Teper 
PRZYGOTOWANIE PRÓBEK DO MIKROSKOPI SKANINGOWEJ
WIELKOŚĆ I RODZAJE PRÓBEK
Maksymalne wymiary próbki, którą można umieścić na stoliku mikroskopu skaningowego są
następujące:
− Próbka powinna się zmieścić w kole o średnicy 5 cm
− Wysokość próbki nie powinna przekraczać 3 cm.
Jednak tylko w wyjątkowych przypadkach badamy tak duże próbki.
Próbka przeznaczona do badania metodami mikroskopii skaningowej powinna mieć
możliwie małą objętość.
Próbki geologiczne można podzielić na dwie podstawowe grupy:
1. Próbki o powierzchni naturalnej, nazywane dalej preparatami ziarnowymi. Są to
niewielkich wymiarów (0,0x – 1x mm) kryształy, ziarna mineralne, druzy, szczotki
krystaliczne, okruchy skał lub gleby, mikroskamieniałości, niewielkie ilości luźnego
osadu itp. Obserwujemy je w stanie naturalnym, po umieszczeniu na płytce
aluminiowej, na podłożu przylepnym.
2. Próbki o powierzchni polerowanej – zgłady lub szlify. Mogą to być niewielkie
fragmenty skały, minerału, czy skamieniałości, które zostały zeszlifowane aż do
uzyskania płaskiej powierzchni, a następnie wypolerowane. Takie preparaty
nazywamy zgładami. Natomiast cienki plasterek wycięty z próbki, umieszczony na
szkiełku mikroskopowym, zeszlifowany do grubości około 0,03 mm i wypolerowany
nazywamy szlifem.
WYBÓR SPOSOBU PRZYGOTOWANIA PRÓBKI
Sposób przygotowania próbki zależy przede wszystkim od tego, jakiego rodzaju badania
chcemy wykonać.
1. Obserwowanie wykształcenia powierzchni, morfologii obiektów:
− Wybranie reprezentatywnych obiektów
− Umieszczenie badanych obiektów (przy pomocy binokularu) na płytkach
aluminiowych na podłożu przylepnym (preparat ziarnowy)
− Napylenie warstwą przewodzącą, jeśli nie ma przeciwwskazań.
2. Obserwacja zmienności składu chemicznego badanego obiektu (np. budowy strefowej,
obecnosci wrostków)
− Zalecane - polerowanie powierzchni (zgład lub szlif)
− Wskazane - polerowanie powierzchni i napylenie warstwą przewodzącą
3. Obserwacja katodoluminescencji
− Zalecane - polerowanie powierzchni (zgład lub szlif)
− Wskazane - polerowanie powierzchni i napylenie warstwą przewodzącą
4. Jakościowe analizy EDS:
− Zalecane - polerowanie powierzchni i napylenie warstwą przewodzącą (zgład lub
szlif)
− Ewentualnie - wybranie obiektów o zbliżonej wielkości i możliwie płaskiej
powierzchni oraz umieszczenie ich w odpowiednich odstępach (porównywalnych
z rozmiarem obiektów) na podłożu przylepnym (preparat ziarnowy) i napylenie
warstwą przewodzącą
5. Ilościowe analizy EDS:
− Konieczne - polerowanie powierzchni (zgład lub szlif) i napylenie warstwą
przewodzącą
Przy przygotowywaniu próbek trzeba jednak brać pod uwagę również inne czynniki:
− Z jakiego rodzaju próbkami i jaką ich iloscią mamy do czynienia.
− Jakiej dokładności wyników oczekujemy w przypadku analiz.
− Jakimi środkami na przygotowanie próbek dysponujemy.
− Ile czasu możemy poświęcić na przygotowanie próbek.
− Czy próbka ma być poddana dalszym badaniom przy pomocy innych metod
instrumentalnych.
PRZYGOTOWANIE PREPARATÓW ZIARNOWYCH
Przeznaczoną do badań próbkę należy poddać obserwacjom makroskopowym, a następnie
pod mikroskopem steroskopowym (binokularem) w celu wybrania reprezentatywnych dla niej
obiektów.
Próbki wilgotne należy wysuszyć w temperaturze pokojowej, lub w suszarce w temperaturze
30-40 °C.
Jeśli w skład próbki wchodzą obiekty znacznie różniące się rozmiarami, to trzeba je podzielić
na grupy o zbliżonej wielkości lub przesiać przez sita.
Preparaty ziarnowe przygotowujemy na podłożu zapewniającym odprowadzenie ładunku z
próbki, a więc wykonanym z materiału będącego dobrym przewodnikiem. Najczęściej
stosujemy podłoże wykonane z aluminium. Podłożem tym mogą być:
− Specjalne aluminiowe stoliki z „nóżką”. Nóżka umożliwia umieszczenie stolika z
próbką na stoliku podstawowym mikroskopu, w specjalnym otworze ze sprężynką
dociskającą. Zabezpiecza to próbkę przed mikroprzesunięciami w trakcie badań. Jest
to szczególnie ważne w przypadku badania próbek przy powiększeniach ≥ 1000 x.
− Płytki aluminiowe, o grubości 1 – 2 mm, okrągłe lub prostokątne. Ich wielkość nie
może przekraczać wielkości stolika podstawowego mikroskopu.
Próbki przymocowujemy do podłoża przy pomocy przylepnych krążków węglowych lub
taśmy węglowej. Klej pokrywający dwustronnie krążki i taśmę zawiera domieszkę węgla,
aby utworzyć warstwę przewodzącą, zapewniającą odprowadzenie ładunków
elektrycznych z próbki. Jest to specjalny klej, przystosowany do użytku w mikroskopie
elektronowym. Nie wolno zastępować krążków i taśmy węglowej dowolnymi
przylepcami.
Próbkę należy umieścić na stoliku lub na płytce aluminiowej na przylepcu węglowym
(krążku lub taśmie).
Należy przy tym przestrzegać następujących zasad:
− Obiekty powinny tworzyć jedną warstwę, tzn. każdy obiekt musi mieć kontakt
z podłożem przylepnym
− Obiekty maja mieć zbliżoną do siebie wielkość.
− Obiekty nie powinny się ze sobą stykać. Najepiej zachować odstępy
porównywalne z wielkością obiektów.
Przykłady prawidłowego i nieprawidłowego przygotowania próbek
TAK
NIE
Na jednej płytce aluminiowej można umieścić kilka próbek. Trzeba jednak pamiętać o
tym, że obiekty w każdej z próbek powinny mieć podobna wielkość.
Przykłady prawidłowego i nieprawidłowego przygotowania kilku próbek na jednej płytce
TAK
NIE
PRZYGOTOWANIE ZGŁADÓW I SZLIFÓW
Przeznaczoną do badań próbkę należy poddać obserwacjom makroskopowym, a
następnie pod mikroskopem steroskopowym w celu wytypowania fragmentów próbki, z
których będą wykonane zgłady lub szlify (płytki cienkie).
Przygotowanie zgładu umożliwia zbadanie próbki pod mikroskopem polaryzacyjnym
w świetle odbitym przed obserwacją metodą mikroskopii skaningowej.
Przygotowanie szlifu umożliwia zbadanie próbki pod mikroskopem polaryzacyjnym w
świetle przechodzącym przed obserwacją metodą mikroskopii skaningowej.
Zgłady przeznaczone do badań metodą mikroskopii skaningowej powinny mieć
grubość do 3 cm (lepiej nieco mniej) i powiny się mieścić na stoliku o średnicy 5 cm. Są to
wymiary maksymalne, lepiej, aby próbka była znacznie mniejsza.
Szlify przeznaczone do badań metodą mikroskopii skaningowej powinny mieć
grubość około 0,03 mm i powinien być wykonany na standardowym szkiełku
mikroskopowym o wymiarach 26 x 48 mm (±2 mm).
Do sporządzania szlifów i zgładów należy używać specjalnej żywicy epoksydowej,
odpornej na warunki wysokiej próżni i na działanie wiązki elektronów.
Próbki porowate, słabo spojone i bardzo kruche powinny być przed ścieranbiem i
polerowaniem zatopione w zywicy epoksydowej.
Jeśli przygotowujemy szlif lub zgład z bardzo małych obiektów, to należy te obiekty
przed scieraniem i polerowaniem zatopić w żywicy epoksydowej:
− Do przygotowania szlifu: na szkiełku mikroskopowym
− Do przygotowania zgładu: najlepiej w mosiężnym lub stalowym pierścieniu
o średnicy zewnętrznej 24 mm i wysokości 7 – 8 mm.
Osoby przygotowujące preparaty po raz pierwszy powinny to robić pod
nadzorem.
Wszelkie potrzebne materiały oraz wskazówki można otrzymać w Pracowni
Mikroskopii Skaningowej lub u promotora.