场发射扫描电子显微镜工作原理及其在材料分析中的应用.ppt
场发射扫描电子显微镜工作原理及其在材料分析中的应用,实验指导书2013年6月5日,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,电镜分类,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,扫描电镜,扫描电镜是以电子束作为照明源，把聚焦得很细的电子束以光栅状扫描方式照射到试样上，产生各种同试样性质有关的信息，然后加以收集和处理，从而获得微观形貌放大像的一种显微镜,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,左：喷金装置,右：扫描电镜,扫描电镜优点,能直接观察大尺寸试样的原始表面,试样在样品室中可动的自由度非常大,观察试样的视场大,焦深大，图像富立体感,放大倍数的可变范围很宽，且不用经常对焦,在观察厚块试样中，它能得到的分辨率和最真实形貌,因电子照射而发生试样的损伤和污染程度很小,能进行动态观察,它可以从试样表面形貌获得多方面资料,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,目的,了解电镜的发展历史，为材料的微观结构分析奠定基础；熟悉场发射扫描电子显微镜的工作原理；通过对实际样品的观察和分析，熟悉场发射扫描电子显微 镜在材料分析中应用。,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,电子束系统,成像系统,真空系统,扫描电镜结构,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,扫描电镜光学系统及成像示意图,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,真空系统,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,工作原理,扫描电镜的工作原理方框图,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,在散射过程中入射电子所损失的能量部分转变为热，部分使物质中原子发生电离或形成自由载流子（在半导体情况下），并伴随着产生各种有用信息，如：二次电子、俄歇电子、特征X射线、特征能量损失电子、阴极发光、电子感生电导等。,工作原理,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,扫描电镜利用电子枪发射电子束，电子束经过聚焦后在样品表面扫描，激发样品产生各种物理信号，信号经过检测、视频放大和信号处理，在荧光屏上显示出能反映样品表面各种特征的扫描图像的显微镜。,扫描电镜在材料分析中的应用,材料的组织形貌观察 镀层表面形貌分析和深度检测 微区化学成分分析 显微组织及超微尺寸材料的研究,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,a:断口形貌中的沿晶断裂,b:断口形貌中的解理断裂,d:断口形貌中的韧窝断裂,c:断口形貌中的疲劳断裂,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,(a),(d),(b),(c),形貌分析和深层检测,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,成岩作用下的扫描电镜,缺陷扫描电镜照片,微区化学成分分析,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,氮化铝陶瓷晶界成分分析,显微组织及超微尺寸材料的研究,纳米AlN纤维,纳米AlN粉体,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,实验原料和实验设备,实验原料：,氧化铝粉体热腐蚀过的氧化铝陶瓷,实验设备：,场发射扫描电子显微镜S 4800,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,操作步骤,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,实验报告要求,写出扫描电镜的基本结构及其特点,写出扫描电镜的工作原理,写出扫描电镜样品制备的步骤及注意事项,对所拍摄的扫描电镜图片进行分析，得出具体结论,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,思考题,现对于其它电镜，你认为扫描电镜有什么优点？,扫描电镜样品制备中为什么有些样品需要喷金，而有些样品不需要？,结合自身的实验经历，谈谈你对扫描电镜的认识 及其在现实中应用，并简单地举例说明。,材料科学与工程实验教学中心Experimental Teaching Center for Materials Science and Engineering,
