扫描电子显微镜96670

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1、2.5扫描电子显微分析2.5.1扫描电镜工作原理、构造和性能2.5.1.1扫描电镜的工作原理2.5.1.2扫描电镜的构造2.5.1.3扫描电镜的性能2.5.2工作方式2.5.3表面形貌衬度原理及应用2.5.4原子序数衬度原理及应用扫描电子显微镜2.5.1扫描电镜工作原理、构造和性能早在1935年，德国的Knoll提出了扫描电镜的工作原理，1942年，Zworykin,Hill制成了第一台实验室用扫描电镜，1965年扫描电镜商品化扫描电镜在近三十年来的发展日趋迅速和完善，表面扫描电镜二次电子像的分辨率优于60Å，透射扫描电镜分辨率达

2、5Å目前，透射扫描电镜已经开始冲击透射电镜所占据的领域，而表面扫描电镜已经与金相显微术衔接，成为材料科学研究所不可缺少的一种手段2.5.1扫描电镜工作原理、构造和性能目前，扫描电镜在追求高分辨率、高图像质量的同时，也在向复合型发展，即把扫描、透射、微区分析结合为一体的复合电镜，使之成为近来最有用途的科学研究仪器之一.扫描电镜可对大块试样进行原始表面观察，能够清晰显示出试样表面的凹凸形貌，具有适于事故破损件分析的连续可调放大倍率；在试样室内加入冷却、加热、弯曲、等附件，可以进行动态观察.QuantaFEGWDS波谱仪EDS能谱仪电子

3、光学系统TheVersatileSEMTool样品室电子光学系统2.5.1扫描电镜工作原理、构造和性能2.5.1.1扫描电镜的工作原理电子枪发射电子束经过聚光镜聚光成细小的电子束斑在扫描线圈的作用下使电子束在样品上做光珊状扫描试样在电子束的作用下产生二次电子等各种物理信号探测器接收信号，经过信号处理放大系统显像管栅极以调制显像管的亮度得到放大的表面形貌图像.扫描电镜原理示意图2.5.1.2扫描电镜的构造（1）电子光学系统组成:电子枪、电磁透镜、光阑、样品室等部件。作用：用来获得电子束（1）电子光学系统电子枪：热发射电子

4、枪：钨丝阴极发射的电子束直径约20~50µm；六硼化镧阴极发射的电子束直径为20µm左右场发射电子枪：利用靠近曲率半径很小的阴极尖端附近的强电场使阴极尖端发射电子,电子束的直径为10~20nmSchottkyFieldEmitter<0.1%/10mins<0.4%/10hours（1）电子光学系统阴极尖端半径为100~500nm，第一阳极与阴极的电位差为3~5KV，就可以发射电子第二阳极与阴极的电位差为几十~几百千伏电子束的直径为10~20nm（1）电子光学系统电磁透镜：作聚光镜用第一聚光镜和第二聚光镜是强磁透镜目的:缩小电子束

5、斑第三聚光镜（末级透镜或物镜）目的:成像（2）扫描系统扫描发生器、扫描线圈作用：使入射电子束在样品表面扫描，并使阴极射线显像管电子束在荧光屏上作同步扫描改变入射束在样品表面的扫描振幅，从而改变扫描像的放大倍数（3）信号收集系统电子收集器由收集栅、闪烁体、光电管、光电倍增器组成。作用：收集电子信号，成比例转换成光信号，经放大再转换成电信号输出（增益达106倍）(3）信号收集系统（4）信号显示系统显示装置有两个显示通道：观察用显像管采用长余辉显像管，扫描一幅有0.2、0.5、1S…，最快可以达到电视速度。记录照相为了得到分辨率高的图像

6、要用慢的扫描速度，一般为50~100S。（5）样品室和真空系统能够容纳大块的试样（如直径2010mm）观察时样品台可在三维空间进行移动、倾斜、旋转安置各种信号探测器并须放置在适当的位置新式的扫描电镜在样品台上可以对样品进行加热、冷却、拉伸等实验镜筒内须有一定的真空度1.3310-2~1.3310-3Pa2.5.1.3扫描电镜的性能（1）扫描电镜的分辨率有两方面的含义：对成像而言指分辨两像点之间的最小距离对微区成分分析而言是指能够分析的最小区域2.5.1.3扫描电镜的性能各种信号成像的分辨率（nm）2.5.1.3扫描电镜的性能

7、入射电子轰击试样在被试样散射或吸收之前，将在试样表面下某个距离R范围内移动，（其在样品中的作用体积呈滴状），激发出各种信号横向拓展后的作用体积大小构成了各种信号的成像单元，从而使各种信号的分辨率大不相同2.5.1.3扫描电镜的性能R---各种信号发生的广度H---各种信号发生的深度连续X射线特征X射线2.5.1.3扫描电镜的性能（2）放大倍数放大倍数M:Ac:显像管荧光屏尺寸（或荧光屏上阴极射线光点同步扫描的幅度）As:试样表面扫描距离（幅度）2.5.1.3扫描电镜的性能具体操作M通过调节扫描线圈上的电流实现目前大多数商品扫描电镜

8、的放大倍数：M在20~200000倍之间连续可调激光熔覆涂层2.5.2工作方式根据不同的信号，扫描电镜设计了不同的工作方式收集试样发射出的二次电子---发射方式收集试样发射出的背散射电子---反射方式（1）发射方式所用探测器（收集器）由收集栅、光导