扫描电镜在考古中的应用.ppt

《扫描电镜在考古中的应用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、扫描电子显微镜在考古中的应用序言扫描电镜原理考古中的应用结束语扫描电子显微镜的简称为扫描电镜，英文缩写为SEM(ScanningElectronMicroscope)。它是用细聚焦的电子束轰击样品表面，通过电子与样品相互作用产生的二次电子、背散射电子等对样品表面或断口形貌进行观察和分析。SEM也是显微结构分析的主要仪器，已广泛用于材料、冶金、矿物、生物学等领域。扫描电子显微镜是一种分辨本领非常高的精密仪器,堪称为本世纪最伟大的发明之一。世界上第一台商品扫描电子显微镜是1965年问世的,它的出现解决了过去许多科学家利用原

2、有技术手段难以解决的问题。它几乎可以在自然科学的所有领域都能得到适当应用。扫描电镜的工作原理及特点电子枪会聚透镜和物聚透镜样品二次电子收集器加速极闪烁体光电信增管视频放大器显象管发射电子束电子束二次电子二次电子电信号转变成光信号光信号转变成电信号二次电子象荧光扫描电镜成像示意图扫描电镜成像示意图由电子枪发射出来的电子束,通过会聚透镜和物镜聚焦,然后轰击在样品上,在偏转线圈产生的磁场的作用下,入射电子在样品表面按一定的时间和空间顺序逐点扫描。由于人射电子与样品表面之间的相互作用,将从样品表面激发出二次电子,收集极将二次电

3、子收集起来,经一系列的处理后送至显象管,这样样品的表面状态就反映在荧光屏上了,可以用照相机将其拍摄作为资料保存。S-3400N扫描电镜青铜文物SEM二次电子像古代植物的研究古代陶瓷的研究古代铁器的研究十九世纪初，德国科学家发现植物体内含有硅成分,十九世纪中叶,德国空气浮游生物学开拓者、花粉化石发现者发现并确定植物具有特殊的植物硅酸体。本世纪五十年代,许多国家相继发表了有关植物、土壤、古地层、深海沉积物以及动物排泄物中发现大量植物硅酸体的报道,从而形成了植物硅酸体研究这一新领域。植物硅酸体存在于高等植物的果实壳、茎、叶和

4、花序中。地下水中含有单硅酸。植物生长需要从地下吸人水分,这样单硅酸就被带人植物中,而后沉淀在生长植物的某些表层细胞组织中,植物成熟后,就形成了具有特别形状的植物硅酸体。利用扫描电子显微镜可以研究古陶器中的晶粒大小及相互结合的状况以及内气孔的形状分布等。此外,还可以观察古陶器的玻璃化程度,从而推断出古陶器的烧成温度。对铁器所含夹杂物的成分、分布形貌、数量与铸、锻造、热处理等技术的关系。元大都遗址铁釜（98DZXM8）样品（2763）的金相组织：亚共晶白口铁北京延庆出土铁斗（唐代）的金相组织：共晶白口铁侯马乔村墓地出土铁铲

5、的金相组织铁素体铁素体和珠光体亚共晶白口铁河北易县燕下都战国士兵丛葬坑出土刀其金相组织河北易县燕下都M44出土的铁兵器剑、戟、矛等，经鉴定为块炼渗碳钢制品，含碳不均匀，有明显的折叠痕迹，夹杂物以氧化亚铁为主，还有氧化亚铁和铁橄榄石共晶夹杂。这批兵器，在死亡士兵丛葬时未被收回，表明战国中晚期（公元前4～前3世纪）钢铁兵器使用已很普遍，价格不高。以上列举的应用,只是扫描电子显微镜在考古中应用的一小部分,应用实例还有很多,这里就不一一介绍了。总而言之,对于那些肉眼光学显微镜难以分辨的古代遗物的微观结构以及微痕研究,扫描电子显

6、微镜的高分辨率具有明显的优势。但是,对于尺寸较大的样品,首先要先切割取样,这对于有些古物是不允许的。不过相信扫描电子显微镜在考古学领域中,将充分发挥其重要作用。THEEND二次电子入射电子与样品相互作用后，使样品原子较外层电子（价带或导带电子）电离产生的电子，称二次电子。二次电子能量比较低，习惯上把能量小于50eV电子统称为二次电子，仅在样品表面5nm－10nm的深度内才能逸出表面，这是二次电子分辨率高的重要原因之一。背散射电子背散射电子是指入射电子与样品相互作用(弹性和非弹性散射)之后，再次逸出样品表面的高能电子，其

7、能量接近于入射电子能量(E。)。背射电子的产额随样品的原子序数增大而增加，所以背散射电子信号的强度与样品的化学组成有关，即与组成样品的各元素平均原子序数有关。