扫描电子显微分析.pptx

《扫描电子显微分析.pptx》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、扫描电子显微分析3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜1．扫描电子显微镜的工作原理及特点扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。试样为块状或粉末颗粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。其中二次电子是最主要的成像信号。由电子枪发射的能量为5～35keV的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大

2、后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜扫描电镜具有以下的特点：（1）可以观察直径为0～30mm的大块试样，制样方法简单。（2）场深大、三百倍于光学显微镜，适用于粗糙表面和断口的分析观察；图像富有立体感、真实感、易于识别和解释。（3）放大倍数变化范围大，一般为15～200000倍，最大可达10～300000倍，对于多相、多组成的非均匀材料便于低倍下的普查和高倍下的观察分析。（4）具有相当的分辨率，一般为3～6nm，最高可达2nm。3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜3.5扫描电子显

3、微分析3.5.1扫描电子显微镜（5）可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量。如通过γ调制可改善图像反差的宽容度，使图像各部分亮暗适中。采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放大倍数的图像或不同形式的图像。（6）可进行多种功能的分析。与X射线谱仪配接，可在观察形貌的同时进行微区成分分析；配有光学显微镜和单色仪等附件时，可观察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析等。（7）可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察在不同环境条件下的相变及形态变化等。3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜2、扫描电镜的主要结构电子光学系统电子枪聚光镜（第一、第二聚光镜和物镜）

4、物镜光阑扫描系统扫描信号发生器扫描放大控制器扫描偏转线圈3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜信号探测放大系统用闪烁体计数系统探测二次电子、背散射电子等电子信号。闪烁体上加10kV高压探测二次电子，栅网加+250V探测背散射电子，栅网加-50V图象显示和记录系统：显象管、照相机等真空系统：真空度高于10-4Torr电源系统3、扫描电镜主要指标放大倍数:M=L/l分辨本领5.5扫描电子显微分析5.5.1扫描电子显微镜4．扫描电镜的场深扫描电镜的场深是指电子束在试样上扫描时，可获得清晰图像的深度范围。当一束微细的电子束照射在表面粗糙的试样

5、上时，由于电子束有一定发散度，发散半角为β，除了焦平面处，电子束将展宽，设可获得清晰图像的束斑直径为d，由图中几何关系可得：3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜3.5扫描电子显微分析3.5.1扫描电子显微镜3.5扫描电子显微分析3.5.2扫描电镜图象及其衬度1、扫描电镜像的衬度扫描电镜图象的衬度是信号衬度，它可定义为：根据形成的依据，扫描电镜的衬度可分为形貌衬度、原子序数衬度和电压衬度。形貌衬度是由于试样表面形貌差异而形成的衬度。利用对试样表面形貌变化敏感的物理信号如二次电子、背散射电子等作为显象管的调制信号，可以得到形貌衬度像。二次电子像的衬度是最典型的形貌衬度。原子序数衬度

6、原子序数衬度是由于试样表面物质原子序数（或化学成分）差别而形成的衬度。利用对试样表面原子序数（或化学成分）变化敏感的物理信号作为显像管的调制信号，可以得到原子序数衬度图像。背散射电子像、吸收电子像的衬度，都包含有原子序数衬度，而特征X射线像的衬度是原子序数衬度。3.5扫描电子显微分析3.5.2扫描电镜图象及其衬度电压衬度电压衬度是由于试样表面电位差别而形成的衬度。利用对试样表面电位状态敏感的信号，如二次电子，作为显像管的调制信号，可得到电压衬度像。2、背散射电子像背散射电子是由样品反射出来的初次电子，其主要特点是：能量很高，有相当部分接近入射电子能量E0，在试样中产生的范围大，像的分辨率

7、低。背散射电子发射系数η=IB/I0随原子序数增大而增大（图2-75）。作用体积随入射束能量增加而增大，但发射系数变化不大（图2-75）。3.5扫描电子显微分析3.5.2扫描电镜图象及其衬度3.5扫描电子显微分析3.5.2扫描电镜图象及其衬度3.5扫描电子显微分析3.5.2扫描电镜图象及其衬度当试样表面倾角增大时，作用体积改变，且显著增加发射系数。背散射电子在试样上方有一定的角分布。垂直入射时为余弦分布：η(φ)=η0cosφ当试样