材料現(xiàn)代研究方法(掃描電鏡)

1、 掃描(somio)電子顯微鏡共四十五頁(yè)共四十五頁(yè)電子束與物質(zhì)(wzh)的相互作用陰極發(fā)光軔致輻射X 射 線透射電子俄歇電子衍射電子二次電子反射電子吸收電子電子探針與能譜掃描電鏡透射電鏡俄歇電子譜儀入射電子束樣 品共四十五頁(yè)二次電子當(dāng)樣品原子的核外電子受入射電子激發(fā)獲得了大于臨界電離的能量后，便脫離原子核的束縛，變成自由電子，其中那些處在樣品表層(biocng)而且能量大于材料逸出功的自由電子就可能從表面逸出成為真空中的自由電子，即二次電子。共四十五頁(yè)背散射電子(dinz)背散射電子也稱為初級(jí)背散射電子，是指受到固體樣品(yngpn)原子的散射之后又被反射回來(lái)的部分入射電子。共四十五頁(yè)吸收(x

2、shu)電子高能電子入射比較厚的樣品后，其中部分電子隨著與樣品中原子核或核外電子發(fā)生非彈性散射的次數(shù)(csh)增多，其能量不斷降低，直至耗盡。這部分電子既不能穿透樣品，也無(wú)力逸出樣品，只能留在樣品內(nèi)部，即被稱為吸收電子。共四十五頁(yè)原子在X射線、載能電子、離子或中性粒子的照射下，內(nèi)層電子可能獲得足夠的能量(nngling)而電離，并留下空穴。此時(shí)原子處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)。俄歇(Auger)效應(yīng)(xioyng)一個(gè)能量較高態(tài)的電子填充該空位，同時(shí)發(fā)出特征X射線，即輻射躍遷。一個(gè)較高能量的電子躍遷到空位，同時(shí)另一個(gè)電子被激發(fā)發(fā)射，這是一無(wú)輻射躍遷過程，這一過程被稱為Auger效應(yīng),被發(fā)射的電子稱為Au

3、ger電子。共四十五頁(yè)共四十五頁(yè)掃描(somio)電子顯微鏡 工作原理和結(jié)構(gòu)掃描電鏡的特點(diǎn)：有很大的景深，是研究固體試樣表面形貌的有力工具。放大倍數(shù)范圍寬，對(duì)試樣的觀察研究非常方便。試樣制備簡(jiǎn)單。可獲得(hud)試樣表面化學(xué)成分等信息，是對(duì)固體物質(zhì)表層進(jìn)行綜合分析的儀器。共四十五頁(yè)掃描電子顯微鏡 工作原理(yunl)和結(jié)構(gòu)掃描電鏡的工作原理透鏡將電子束聚焦成非常細(xì)的電子束，照射在試樣表面上，激發(fā)出各種物理信號(hào)(xnho)，由探測(cè)器接收，輸送到陰極射線管成像。間接成像。共四十五頁(yè)掃描(somio)電子顯微鏡 工作原理和結(jié)構(gòu)入射電子試樣閃爍體光電倍增管放大器顯像管電子圖像顯示(xinsh)過程共四

4、十五頁(yè)掃描電子顯微鏡 材料(cilio)研究中的應(yīng)用失效分析中的應(yīng)用 從金屬的端口特性可以分析材料的斷裂原因和過程。觀察小試樣 對(duì)細(xì)絲、薄片等小試樣的端面以及試樣的邊緣(binyun)部分進(jìn) 行掃描電鏡觀察非常方便。動(dòng)態(tài)觀察共四十五頁(yè)試樣(sh yn)制備 掃描電鏡的試樣制備有的試樣表面不需要再加工，直接觀察它的自然(zrn)狀態(tài)。對(duì)于大的試樣，無(wú)法放入掃描電鏡內(nèi)，需要切成小塊放入。對(duì)于不易切割或不允許切割的樣品，則需要用AC紙制作復(fù)型，在其上面噴上一層導(dǎo)電層（如金、銀、銅等），放入掃描電鏡內(nèi)觀察。共四十五頁(yè)放大圖像觀察(gunch)的方法檢測(cè)器顯示(xinsh)方法掃描信號(hào)方法放大投影信號(hào)檢

5、測(cè)器共四十五頁(yè)面分析(fnx)掃描放大倍數(shù)原理掃描(somio)線圈共四十五頁(yè) 表面凹凸(o t)與二次電子的產(chǎn)生共四十五頁(yè) 表面凹凸與二次電子(dinz)的產(chǎn)生共四十五頁(yè) 表面(biomin)凹凸與二次電子的產(chǎn)生共四十五頁(yè) 表面(biomin)凹凸與二次電子的產(chǎn)生共四十五頁(yè) 表面凹凸(o t)與二次電子的產(chǎn)生共四十五頁(yè) 表面(biomin)凹凸與二次電子的產(chǎn)生共四十五頁(yè)熱障(rzhng)涂層斷面掃描電鏡照片共四十五頁(yè) 1形貌(xn mo)襯度 傾角因素： 背散射電子產(chǎn)額 =Ib/Ip 隨傾角增加而增加 方向因素： 2. 晶向襯度(二)背散射電子(dinz)像共四十五頁(yè) 3成分襯度 背散射電子

6、產(chǎn)額與原子序數(shù)關(guān)系(gun x): 當(dāng)Ep = 20keV以下，則 = -0.0254 + 0.016Z -1.86104Z2+8.3107Z3 當(dāng)Z1、Z2原子序數(shù)(yunz xsh)相鄰，則襯度很低 當(dāng)Z1、Z2原子序數(shù)相差遠(yuǎn)，則襯度很高設(shè)有兩平坦相鄰區(qū)域，分別由Z1 和Z2 純?cè)亟M成，且 Z2 Z1 則襯度 S 為檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度 C = = 為背散射電子強(qiáng)度212SSS-212hhh-(二)背散射電子像共四十五頁(yè)NiAl-Cr(Mo)背散射電子(dinz)像共四十五頁(yè)TiAl樣品(yngpn)的動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)共四十五頁(yè)掃描電鏡/能譜分析(SEM/EDS）共四十五頁(yè)液體氮（）檢測(cè)器窗口平行光

7、管電子束樣品EDX原理圖射線鋰漂移硅Si(Li)檢測(cè)器當(dāng)X射線光子進(jìn)入檢測(cè)器后，在Si(Li)晶體內(nèi)激發(fā)出一定數(shù)目的電子空穴對(duì)。產(chǎn)生一個(gè)空穴對(duì)的最低平均能量(nngling)是一定的，因此由一個(gè)X射線光子造成的電子空穴對(duì)的數(shù)目為N，入射X射線光子(gungz)的能量越高，N就越大。共四十五頁(yè)脈沖(michng)整形器液體(yt)氮前置放大器 主放大器多道分析器（）檢測(cè)器窗口平行光管電子束樣品EDX原理圖射線共四十五頁(yè)共四十五頁(yè)分析(fnx)化妝品粉末(fnm)共四十五頁(yè)化妝品粉末(fnm)共四十五頁(yè)Element Intensity Weight% AT% K-Value Z A FC 1.1

8、33 19.723 35.480 0.01100 0.95060 11.7174 1.00000O 0.355 2.647 3.575 0.00454 0.96658 3.74882 1.00000Mg 0.424 0.450 0.400 0.00255 1.00680 1.13331 0.96094Al 34.767 37.156 29.754 0.21355 1.03825 1.05859 0.98364Si 26.207 40.024 30.791 0.17323 1.00978 1.42168 1.00000 Total 100.000 100.000 0.40487Element I

9、ntensity Weight% AT% K-Value Z A FC 2.712 23.209 42.340 0.02685 0.94567 8.90120 1.00000O 0.480 2.096 2.871 0.00615 0.96099 3.45397 1.00000Al 53.687 41.112 33.387 0.32976 1.03079 1.18676 0.99238Si 20.081 21.257 16.585 0.13274 1.00224 1.55662 0.99953Fe 1.527 11.297 4.433 0.06892 1.07046 1.49102 1.0000

10、0Ni 0.091 1.029 0.384 0.00856 1.16191 1.00722 1.00000Total 100.000 100.000 0.57298定量分析金屬(jnsh)斷面共四十五頁(yè)波譜(bp)分析WDX原理圖入射電子(dinz)樣品分光晶體檢測(cè)器共四十五頁(yè)波長(zhǎng)（energy）分辨率EDX:140eVWDX:20eV共四十五頁(yè)CrKCrKMnKFeKFeKCoKNiKCrKEDS峰的重疊共四十五頁(yè)WDX峰的分離(fnl)FeKFeKCoKCrKNiKNiKCrK共四十五頁(yè)稀土元素(yun s)譜線的重疊EDX共四十五頁(yè)在EDX中峰的重疊(chngdi)PbPbPbBaBaT

11、iSbBa共四十五頁(yè)波長(zhǎng)(能量(nngling)分辨率的不同WDXEDX共四十五頁(yè)用EPMA分析(fnx)植物樣品的例被稻米吸收(xshu)的金屬離子SEMAlYb La石川,1996共四十五頁(yè)齒輪的疲勞(plo)損壞斷面圖共四十五頁(yè)浸炭不良(bling)部不良(bling)件合格件疲勞斷裂的原因：滲炭不合格共四十五頁(yè)不良(bling)件合格(hg)件滲碳不合格的原因：Si的偏析共四十五頁(yè)內(nèi)容摘要掃描電子顯微鏡。X 射 線。樣 品。一個(gè)能量較高態(tài)的電子填充該空位，同時(shí)發(fā)出特征X射線，即輻射躍遷。掃描電子顯微鏡 工作原理和結(jié)構(gòu)。有很大的景深，是研究固體(gt)試樣表面形貌的有力工具。掃描電子顯微鏡 工作原理和結(jié)構(gòu)。掃描電子顯微鏡 材料研究中的應(yīng)用。從金屬的端口