电镜的结构原理及其操作使用.ppt
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1、扫描电镜,的结构、原理及其操作使用,一、实验目的,了解扫描电镜的工作原理及构造。初步学习Sirion200场发射扫描电镜的操作方法。利用二次电子像对断口形貌进行观察。,二、扫描电镜的构造,优点:景深长、图像富有立体感;图像的放大倍率可在大范围内连续改变,而 且分辨率高;样品制备方法简单,可动范围大,便于观察;样品的辐照损伤及污染程度较小;可实现多功能分析。,二、扫描电镜的构造,构成:电子光学系统,包括电子枪、电磁透镜和扫描线圈等;机械系统,包括支撑部分、样品室;真空系统;样品所产生信号的收集、处理和显示系统。,二、扫描电镜的构造,图1 Sirion 200扫描电镜外观照片,二、扫描电镜的构造,
2、图2 扫描电子显微镜构造示意图(a)系统方框图,二、扫描电镜的构造,图2 扫描电子显微镜构造示意图(b)电子光路图,二、扫描电镜的构造,电子光学系统包括:电子枪电磁聚光镜扫描线圈光阑组件,二、扫描电镜的构造,电子枪 为了获得较高的信号强度和扫描像,由电子枪发射的扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。常用的电子枪有三种:普通热阴极三极电子枪、六硼化镧阴极电子枪和场发射电子枪,其性能如表1所示。,二、扫描电镜的构造,表1 几种类型电子枪性能比较,二、扫描电镜的构造,(a)热电子发射型电子枪(b)热阴极场发射电子枪图3 电子枪构造示意图,二、扫描电镜的构造,电磁聚光镜 其功能是把电子枪的束
3、斑逐级聚焦缩小,因照射到样品上的电子束光斑越小,其分辨率就愈高。扫描电镜通常都有三个聚光镜,前两个是强透镜,缩小束斑,第三个透镜是弱透镜,焦距长,便于在样品室和聚光镜之间装入各种信号探测器。为了降低电子束的发散程度,每级聚光镜都装有光阑。为了消除像散,装有消像散器。,二、扫描电镜的构造,扫描线圈 其作用是使电子束偏转,并在样品表面作有规则的扫动,电子束在样品上的扫描动作和在显像管上的扫描动作由同一扫描发生器控制,保持严格同步。当电子束进入偏转线圈时,方向发生转折,随后又由下偏转线圈使它的方向发生第二次转折,再通过末级透镜的光心射到样品表面。在上下偏转线圈的作用下,在样品表面扫描出方形区域,相应
4、地在样品上也画出一副比例图像。,二、扫描电镜的构造,扫描电镜的倍率放大是通过改变电子束偏转角度来实现放大倍率的调节。因为观察用的荧光屏尺寸是一定的,所以电子束偏转角越小,在试样上扫描面积越小,其放大倍率M越大。放大倍率一般是2020104倍。,二、扫描电镜的构造,(a)光栅扫描(b)角光栅扫描图4 电子束在样品表面的扫描方式,二、扫描电镜的构造,机械系统包括:支撑部分样品室 样品室中有样品台和信号探测器,样品台除了能夹持一定尺寸的样品,还能使样品作平移、倾斜、转动等运动,同时样品还可在样品台上加热、冷却和进行力学性能实验(如拉伸和疲劳)。,二、扫描电镜的构造,真空系统 如果真空度不足,除样品被
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