发布时间 : 星期五 文章各种材料学分析测试技术总结更新完毕开始阅读51228fc6df3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b0f8
OM 光学显微镜 optical microscope 原理 显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。 EDS 能谱仪 (Energy Dispersive Spectrometer) （分为点、线、面扫map） SEM 扫描电子显微镜 利用二次电子信号成像来观察样品的表面形（scanning electron microscope） 态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射 介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段 当一束极细的高能入射电子轰击扫描样品表面特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像 分辨率：3-4nm 利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的观察。 其工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与样品的表面结构有关，次信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控放大倍数：20万倍 特征X射线、背散射电子的产生过程均与样品原子性质有关，可用于成分分析。 由于电子束只能穿透很浅表面，只能用于表面分析。 有很大的景深，视野大，成各种元素具有自己的X射线特征波长，特征波长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量△E，能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。 探头：一般为Si(Li)锂硅半导体探头 探测面积：几平方毫米 分辨率（MnKa）：～133eV 大于0.2nm 看不清亚结构 时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、级电子由探测体收集，并在那里被闪烁器转变为光
射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。 SEM是利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。 TEM 透射电镜(transmission electron microscope 把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。 由于电子波长非常短，透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多，可以达到0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍。 与光学显微镜的成像原理基本一样，所不同的是前者用电子束作光源，用电磁场作透镜。 透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像，?投射到荧光屏上或照相底片上进行观察 SEM是电子束激发出表面次级电子,而TEM是穿透试样,而电子束穿透能力很弱,所以TEM样品要求很薄, 0.2nm 近百万倍 亚显微结构、超微结构 使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构，甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构，比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。 sem tem SEM的样品中被激发出来的二次电子和背散射电子被收集而成像. TEM可以表征样品的质厚衬度，也可以表征样品的内部晶格结构。TEMTEM可以标定晶格常数，从而确定物相结构；SEM主要可以标定某一处的元素含量，但无法准确测定结构。 SEM是扫描电镜，所加电压比较低，只是扫描用的，相当于高倍的显微镜TEM是透射电镜，所加电压高，可以制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子 束同步的扫描图像。图像为立体形象，反映了标本的表面结构。 像立体，可直接观察表面的细微结构； 试样制备简单。 目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析
区别 的分辨率比SEM要高一些。 SEM样品要求不算严苛，而TEM样品观察的部分必须减薄到100nm厚度以下，一般做成直径3mm的片，然后去做离子减薄，或双喷。 HRTEM 高分辨透射电镜 高分辨电镜物镜极靴间距比较小，所以双倾台High resolution transmission electron microscope 的转角相对于分析型的电镜要小一些。 HRTEM是透射电镜的一种，将晶面间距通过明暗条纹形象的表示出来。通过测定明暗条纹的间距，然后与晶体的标准晶面间距d对比，确定属于哪个晶面。这样很方便的标定出晶面取向，或者材料的生长方向。 用HRTEM研究纳米颗粒可以通过结合高分辨像和能谱分析结果来得到颗粒的结构和成分信息。 EPMA （波谱）（背散射电子成BSE） 像电子探针显微分析仪 electron probe 通过电磁线圈把电子束压缩的很细，可以想象成一个针尖，所以叫电子探针，一般电子探针特指配备了3~5道波谱系统，具有光学显微镜定位试样分析位置（满足罗兰圆需求，布拉格衍射原理）的微区分析仪器。电子探针EPMA所不能取代的。 高速运动电子束经电磁透镜聚焦成极细的探针（0.2μm到1μm）打在试样上，激发微区产生特征EDS）测量特征X-ray的波长或能量，达到分析微区成分的目的。 运用电子探针发射具有10^3～10^4量级电子伏的电子微束，轰击固体试样表面的微区，激发其中的原子产生表微成分的物理信息（电子激发特征X射能分析微区、微粒（1μm3）成份（其他方法多为分析平可达10-14gz测量的相对灵敏度可达万分之一z分析元素范围： 电子探针（光谱仪）类TEM 打透样品， X-ray，再经X-ray光谱仪（WDS）或能谱仪（EDAX、均成份）z被测元素绝对感量micro-analyzer electronic probe 有其独特的优势特点，是SEM EDS或SEM WDSwavelength /energy
dis-persive spectrometry 线）； 用波谱仪（WDS）分析特征性X射线的波长 Z:?11(Na)~92(U) 特殊Z:?4(Be)~92(U) （或）用能谱仪（EDS）分析特征性X射线的能量。 能谱仪Z:?12(Mg)~92(U)目前由于X射线的波长与能量的关系为：γ=1.2396/E；式据此可以达到对微区中某种元素成分、含量范围进行定量分析的目的。 超薄窗口应用后可以达到Be 中波长γ的单位为纳米，能量E的单位是千电子伏。配合扫描附件时，可将形貌和成份分布显现出来z非破坏性测试，制样简单（断口、金相磨片）z相对可见光，谱线简单，分析方便 z能鉴别其他化学方法难分辨的稀土 背散射电子像 背散射电子像是在扫描电子显微镜中，通过电照射到待检测的样品表面，待检测样品会反射一部分的电子，在扫描电子显微镜的工作镜腔里的背散射电子探头就会检测到这些被反射的电子，进而在检测器上所成的像。 BSE 背散射电子成像 背散射电子成像的衬度是由于原子序数的不同Back scattered 引起的，所以背散射电子一般用于区别不同的相，用来看金相试样的不同区 依托扫描电镜的一种电子成像技术，它的成像背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。[1]??能量很高，有相当部分接近入射电子能量 E 0 ，在试样中产生的范围大，像的分辨率低。 背散射电子发射系数 η =I B /I 0 随原子序数 电子照射到待测样品的过程中，样品能发射一部分产生相应的电信号，通过放大电路之后，在对其进行相应的转换，后在检测器上显示相应待检测样品表面的相关信息图像。 子枪产生的电子，经过加速磁场、偏转磁场后，电子，背散射电子探头就会检测到这些电子，从而Electron Imaging