透射电镜

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1、透射电镜在纳米材料领域的应用摘要：纳米材料的制备在当前材料科学研究中占据极为重要的位置。由于其尺寸小,表面能高,纳米材料很容易团聚,所以准确测量纳米材料的粒度非常困难。而透射电镜在这一领域的应用使得材料科学如鱼得水，蓬勃发展。本文主要简介了纳米材料及透射电镜的成像原理以及综述了透射电镜在纳米材料领域的应用。关键词：纳米材料，透射电镜近年来,纳米材料受到世界各国的极大关注,并纷纷将其列入近期高科技开发项目。纳米材料之所以引起如此重视,是因为它有其独特的性能和用途。纳米粒子的粒径一般在1～100nm之间,介于固体和分子间的亚稳中间态物质。其颗粒尺寸小,表面积与体积之比例大。最主要的特性

2、是表面效应和体积效应———化学活性大、表面能和表面结合能高、吸附能力强因此,在化学性质、催化性质、化学反应性、磁性、熔点、蒸气压、相变温度等等方面显示出特殊的性能[1]。　　由于粒径在100nm以下的材料才能称为纳米材料,材料的很多特性都与粒径的大小分布及形状有关。因此,准确地测量粒径尺寸,直观地展示其形态极为重要。目前,由于扫描电镜SEM)分辨率低,不能清晰地看到纳米颗粒,粒度分析仪只能分析数百纳米以上的微粒,且不能直观地展现粒子形态。对于纳米材料,只有透射电镜(TEM)是最清晰、直观、有效的分析仪器。一般光学显微镜放大倍数在数十倍到数百倍，特殊可到数千倍。而透射电镜的放大倍数在

3、数千倍至一百万倍之间，有些甚至可达数百万倍或千万倍。透射电镜是利用电子与样品的相互作用获取样品信息的:从电子枪发出的高速电子束聚光镜均匀照射到样品上,作为一种粒子,有的入射电子与样品发生碰撞,导致运动方向的改变,形成弹性散射电子;有的与样品发生非弹性碰撞,形成能量损失电子;有的被样品俘获,成吸收电子。作为一种波,电子束经过样品后还可发生干涉和衍射。总之,均匀的入射电子束与样品相互作用后将变得不均匀,这种不均匀依次经过物镜、中间镜和投影镜放大后在荧光屏上或胶片上就表现为图像对比度,它反映了样品的信息。[2]人们通过对该信息的收集，分析，从而了解样品性质，结构。近年，透射电镜在纳米材料

4、的研究与发展中越发凸显了其举足轻重的作用。2003年，方克明通过电镜研究了沸石颗粒中CdSe纳米团簇组装过程以及纳米碳纤维微观结构的高分辨分析。[3]2005年李文戈,韦正友等利用透射电镜对硫化汞纳米材料的组成、大小、形貌进行表征。结果表明结果表明,产物纳米硫化汞为粒度分布均匀的立方晶形,晶粒大小约为20nm。[4]2009年韩冬,黄霞等利用透射电镜多图像拼接法测量纳米氧化镍的颗粒粒径。该方法通过SIS软件附带的MIA多图像拼接功能拍照得到拼接图像,经过独立测量每个照片中不少于100个纳米氧化镍颗粒的尺寸,并由此计算出颗粒平均粒径尺寸为20.6nm。有效解决了透射电镜法测量小尺寸纳

5、米材料粒径的采样代表性问题,为纳米材料粒径测量提供了新思路。[5]2013年，国家纳米科学中心研究员常怀秋，朴玲钰应用透射电镜研究了碳纳米管（单壁管和多壁管）的精细结构及元素成分，针对几种有代表性的碳纳米管进行了系统地精细结构分析。结果表明TEM不仅能很好的表征碳纳米管材料的微观形貌!并且通过对碳纳米管精细结构的高分辨观察，能够帮助解释碳纳米管的生长机理，尤其对管壁缺陷#折角生长和端口生长的分析。[6]透射在纳米材料领域的应用深入且广泛，在此不一一列举。透射电镜是研究纳米材料微观结构的重要仪器之一，用透射电镜或高分辨电镜可以简便而直观的研究纳米材料的微观形貌和微观结构。总之纳米材料

6、研究的发离不开透射电镜技术的的发展。参考文献[1]肖仲斌,张伯兰,纳米材料透射电镜样品制备方法的探索,2000年中南、西南分析化学学术会议论文专集　[2]刘冰川,曲利娟,刘庆宏，透射电子显微镜成像方式综述[B]医疗设备信息2007，22(9)[3]方克明,邹兴,苏继灵,纳米材料的透射电镜表征[J]2003,现代科学仪器[4]李文戈,韦正友,袁巍,张利民,陶兆林硫化汞纳米材料的制备研究[J]2005,37(4)[5]韩冬,黄霞,李波,王翔,透射电镜多图像拼接法测量纳米氧化镍的颗粒粒径,电子显微学报[J]2009,28(3)[6]常怀秋,朴玲钰使用透射电镜进行碳纳米管精细结构的研究,分

7、析仪器，[J]2013,45(2)