扫描电镜的图像分析课件
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扫描电镜分析 ppt课件
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二 材料涂层表面、切面进行分析
表面分析是指对材料的表面特性和表面现象进行 观察分析、测量的方法和技术，是扫描电镜最基本、 最普遍的用途。通常用二次电子成像，来观察样品表 面的微观结构、化学组成等情况。
5
图2. 1500倍率下陶瓷膜层的表面形貌照片
从图2可以看出陶瓷膜层的组织是均匀的,但含有一 定数量的孔洞(图片上的黑孔处为孔洞)。这些孔洞是膜 层迅速烧结后残留下来的,它们所处的位置就是成膜过程 中能量密度的集中区。
对比图（a）,图1(b)用60%硫 酸酸浸提纯的硅藻土很大程度地清 理了硅藻面孔道，使硅藻壳体大部 分的孔结构显露出来，并且非常完 整地保护了硅藻壳体，硅藻土的比 表面积和孔体积增大较大。而硅藻 土的调湿性能正是由其独特的孔隙 结构所赋予的，所以酸浸提纯这一 操作很是关键。
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硅藻土基调湿材料的形貌分析
陶瓷膜由过渡层、致密层和疏松层组成。过渡层为 膜层与基体的交界面,膜层与基体犬牙交错,形成微区冶 金结合;中间为无气孔和其它缺陷的致密层;致密层外侧 是疏松层,层中存在许多孔洞及其它缺陷。
8
图5a.膨胀石墨外观的SEM图
图5b.膨胀石墨表面孔隙结构SEM图
膨胀石墨的外观如蠕虫状,由许多粘连、叠合的石墨鳞 片构成,片间有许多蜂窝状的微细孔隙.其微片厚度大致在 100～300 nm之间,孔隙的尺寸在10-3～10 nm之间。
13
硅藻土原料与纯化硅藻土的表面形貌分析
图（a）为硅藻原土的SEM 图，从图中我们可以清晰的看 到原土硅藻壳体表面所覆盖的 大量的碎屑、炭质、粘土矿物 等杂质，壳体几乎被杂质所覆 盖和填充，还出现了孔洞塌陷 等现象，可以说几乎看不到清 晰的硅藻壳面的多孔结构。
（a）硅藻原土SEM图
二 材料涂层表面、切面进行分析
表面分析是指对材料的表面特性和表面现象进行 观察分析、测量的方法和技术，是扫描电镜最基本、 最普遍的用途。通常用二次电子成像，来观察样品表 面的微观结构、化学组成等情况。
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图2. 1500倍率下陶瓷膜层的表面形貌照片
从图2可以看出陶瓷膜层的组织是均匀的,但含有一 定数量的孔洞(图片上的黑孔处为孔洞)。这些孔洞是膜 层迅速烧结后残留下来的,它们所处的位置就是成膜过程 中能量密度的集中区。
对比图（a）,图1(b)用60%硫 酸酸浸提纯的硅藻土很大程度地清 理了硅藻面孔道，使硅藻壳体大部 分的孔结构显露出来，并且非常完 整地保护了硅藻壳体，硅藻土的比 表面积和孔体积增大较大。而硅藻 土的调湿性能正是由其独特的孔隙 结构所赋予的，所以酸浸提纯这一 操作很是关键。
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硅藻土基调湿材料的形貌分析
陶瓷膜由过渡层、致密层和疏松层组成。过渡层为 膜层与基体的交界面,膜层与基体犬牙交错,形成微区冶 金结合;中间为无气孔和其它缺陷的致密层;致密层外侧 是疏松层,层中存在许多孔洞及其它缺陷。
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图5a.膨胀石墨外观的SEM图
图5b.膨胀石墨表面孔隙结构SEM图
膨胀石墨的外观如蠕虫状,由许多粘连、叠合的石墨鳞 片构成,片间有许多蜂窝状的微细孔隙.其微片厚度大致在 100～300 nm之间,孔隙的尺寸在10-3～10 nm之间。
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硅藻土原料与纯化硅藻土的表面形貌分析
图（a）为硅藻原土的SEM 图，从图中我们可以清晰的看 到原土硅藻壳体表面所覆盖的 大量的碎屑、炭质、粘土矿物 等杂质，壳体几乎被杂质所覆 盖和填充，还出现了孔洞塌陷 等现象，可以说几乎看不到清 晰的硅藻壳面的多孔结构。
（a）硅藻原土SEM图
扫描电镜分析优秀PPT
(a)×5000
(b)×5000
(c)×5000
(d)×5000
烧结温度为850℃，四种调湿材料的电镜图：（a） 样品1（b）样品2 (c）样品3（d）样品4
左图(a)、(b)、(c)、(d) 分别代表样品1(硅藻土)， 样品2(90%硅藻土，10%粉煤 灰)，样品3(98%硅藻土，2% 过硼酸钠)，样品4(90%硅藻 土，8%粉煤灰，2%过硼酸钠) 的电镜图。
9
图5c.膨胀石
膨胀石墨折断后对它的内部截面进行扫描电镜观察,可以
发现其内表面上存在.大量厚度在50～80 nm的薄片,如图5c所
示。
图5d为充分粉碎后的膨胀石墨粉末的SEM图。所有的薄片
厚度均在100 nm以下,一般分布在30～80 nm.说明,膨胀石墨
扫描电镜的应用
组员：张海媛 邓青沂 褚鹏
1
简介
扫描电子显微镜是一种用途广泛的多功能仪器，具有很 多优越的性能，重要特点是景深大，图像富立体感，具有 三维形态。它可以进行三维形貌的观察和分析，当然，还 可以进行微区的成分分析等其他方面的应用。
2
一 纳米材料形貌的观察分析
图 1 是铝合金表面经 4.0 mol/L盐酸溶液刻蚀 12 min 后的扫描电镜 照片。从图 1(a)放大 3000 倍的扫描电镜照片中可见，刻蚀后的铝合金 表面上均匀地形成了许多凹坑状结构。图 1(b)为放大 5000 倍的照片， 从图中可以清楚地看到这些由长方体状的凸台和凹坑构成的深浅相间 的结构，这些凸台与凹坑之间相互连通,在表面上形成了一个“迷宫” 结构。
6
图3. 扫描电镜10000倍率下的陶瓷膜层表面形貌
从图3可明显看出,在孔洞四周是蜂窝状的膜层。这是 由热影响区造成的,热影响区中的能量会影响烧结后陶瓷膜 层的形貌,图中的细小浅色颗粒是在烧结过程中由于烧结能 量极高,在瞬间烧结时发生溅射,溅射后经过烧结形成的产 物。
《扫描电镜SE》课件
纳米颗粒
利用SE可以观察纳米颗粒的形 貌和分布情况，有助于纳米材 料的研究和应用。
材料表面特征
SE可以显示材料表面的粗糙度、 晶格形貌等特征，为材料科学 研究提供重要信息。
SE的基本操作步骤
1
样品准备
选择合适的样品，进行表面清洁和真空处理，确保获取高质量的图像。
2
电子束设置
根据样品特性和实验需求，调整电子束的加速电压、聚焦和光阑等参数。
3
扫描模式选择
根据实验目的选择适当的扫描模式，如逐行扫描或随机扫描。
4
图像获取
使用探测器捕捉次级电子，通过图像系统进行处理和显示，得到样品表面的高分辨率 图像。
SE的发展和展望
随着技术的进步，扫描电镜SE不断发展，分辨率不断提高，功能不断增强， 将为更多领域的研究和应用提供更好的工具和支持。
《扫描电镜SE》PPT课件
扫描电镜SE是一种高分辨率显微镜，通过聚焦电子束扫描样品表面并获取图 像，透视微观结构及其细节。
什么是扫描电镜SE
扫描电镜SE是一种显微镜，使用电子束代替光束，能够实现更高分辨率的图像获取，从而观察物质的 微观结构。
SE的工作原理
SE使用高能电子束扫描样品表面，样品会因电子束的相互作用而发射出次级电子，这些次级电子被探描电镜SE广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域，可用于研究纳 米级结构、微生物形态、材料表面特征等。
SE的优势和不足
扫描电镜SE具有高分辨率、大深度和强对比度等优势，但操作复杂、成本高， 且仅能观察表面形貌，不能获取物质的内部结构。
SE的图像效果示例
微生物细胞
通过SE能够观察微生物细胞的 形态和结构，揭示微生物的奥 秘。
扫描电镜图像的分析
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
图4.23 合金的背散射电子照片 500X
精品文档
图4.24 Mg-Zn-Y合金的背散射电子照片 图4.25 Mg-Zn-Y合金的背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
精品文档
4 粒度分布测量
大规模集成电路板上的沟槽深、线宽、圆直径、正方形、长方形边长等的测量；粉体（尤其是纳米）颗粒 粒度测量、标准粒子微球的粒度定值；复合材料（如固体推进剂）中某种颗粒组份粒度分布测量、样品表 面孔隙率测定等…，都可以使用图像处理、分析功能，有自动和手动。现在的EDS中都有该软件包供选择， 用SEM测量测定粉体颗粒粒度是准确、方便和实用的。测量的粒度范围可以从几十纳米到几个毫米，是任 何专用粒度仪所无法胜任的。尤其当分析样品的粒度小于3um（例如：超细银粉、碳粉、钴蓝、Fe2O3、 SiO2等）时，超细颗粒极易聚集、团聚（如下图）、在水中特别难于分散的特性，传统的湿法粒度分析 （例如：Coulter计数法、激光散射法、动态光子相关法）就无法得到真实的粒度结果。而扫描电镜粒度 分析法（简称SEM法）却不受这些限制，比较灵活，完全能适应这些特殊样品的粒度分析，同时它属于绝 对粒度测量法。为克服SEM粒度分析法所存在的测定样品量太少、结果缺乏代表性的缺点，在实际操作时， 要多制备些观察试样，多采集些照片，多测量些颗粒（300个以上）。超细粉体样品一般制备在铜柱表面 上，希望颗粒单层均匀分散、彼此不粘连。这样，在不同倍数下得到照片，便于图象处理和分析功能自动 完成；否则，就要手工测量每个颗粒的粒度，然后进行统计处理。
钨灯丝SEM在日常工作条件下，用普通试样照相， 能作到6nm分辨率就相当不易了。在此分辨率下，可以 在5万倍以上拍出清晰照片。通常情况下，用3万倍对普 通样品照相（如陶瓷、矿物），能给出清晰二次电子照 片，就属高水平。
扫描电镜的图像分析 PPT
图4.12 500X 解理和沿晶断裂
图4.13 钢管的断口 500X
图4.14 钢材腐蚀表面 1000X
图4.15 750X 沿晶断裂
图4.16 550X 解理断裂
图4.17 1000X 解理+准解理
图4.18 500X 解理+沿晶断口（拉长韧窝）
图4.19 高岭土 3000X
图4.20 高岭土5000X
数和试样的表面特征进行选择，根据这个计算公式，可以先
估算观察某一分辨率所需要的M有效。例如，要看60nm细节， 则有M有效=0.3*106nm/60nm=5000倍，即欲观察试样表面 60nm的细节，理论上SEM放大倍数只要达到5千倍就够了， 然而实际上要选择比此值大的倍数，例如2万倍。
很多厂家标称的SEM放大倍数为30～50万倍，验收分 辨率时只用10万倍。最高放大倍率只是仪器的一种放大能 力，不是验收指标，不可能用最高放大倍率拍摄分辨率照 片。当研究某个样品，确定它的形貌特征时，要根据工作 要求、它的表面特征和实际的预观察结果，选择适宜的放 大倍数照相，不是放大倍数越大越好。在几万倍放大倍数 下，很多样品表面缺乏细微形貌，难以得到清晰照片。高 放大倍数时，取样面积很小，仅为试样表面的很小一部分， 缺乏代表性。
（1）2000X
（2） 2000X
（3）2000X
（4） 2000X
图4.21 钛酸锶陶瓷组织结构
(3) 2000X
黑色为铁素体；白色为珠光体 图4.22 油管（钢材）2006-516金相组织
(1) 500X
(2) 1000X
SEM所得金相组织照片与光学显微镜的金相组织照片相反，如下图4.23 所示。
钨灯丝SEM在日常工作条件下，用普通试样照相， 能作到6nm分辨率就相当不易了。在此分辨率下，可以 在5万倍以上拍出清晰照片。通常情况下，用3万倍对普 通样品照相（如陶瓷、矿物），能给出清晰二次电子照 片，就属高水平。
扫描电镜图像的分析
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
图4.23 合金的背散射电子照片 500X
图4.24 Mg-Zn-Y合金的背散射电子照片
图4.25 Mg-Zn-Y合金的背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
4 粒度分布测量
大规模集成电路板上的沟槽深、线宽、圆直径、正方形、长方形边长等的测量；粉体（尤其是纳米）颗粒 粒度测量、标准粒子微球的粒度定值；复合材料（如固体推进剂）中某种颗粒组份粒度分布测量、样品表 面孔隙率测定等…，都可以使用图像处理、分析功能，有自动和手动。现在的EDS中都有该软件包供选择， 用SEM测量测定粉体颗粒粒度是准确、方便和实用的。测量的粒度范围可以从几十纳米到几个毫米，是任 何专用粒度仪所无法胜任的。尤其当分析样品的粒度小于3um（例如：超细银粉、碳粉、钴蓝、Fe2O3、 SiO2等）时，超细颗粒极易聚集、团聚（如下图）、在水中特别难于分散的特性，传统的湿法粒度分析 （例如：Coulter计数法、激光散射法、动态光子相关法）就无法得到真实的粒度结果。而扫描电镜粒度 分析法（简称SEM法）却不受这些限制，比较灵活，完全能适应这些特殊样品的粒度分析，同时它属于绝 对粒度测量法。为克服SEM粒度分析法所存在的测定样品量太少、结果缺乏代表性的缺点，在实际操作时， 要多制备些观察试样，多采集些照片，多测量些颗粒（300个以上）。超细粉体样品一般制备在铜柱表面 上，希望颗粒单层均匀分散、彼此不粘连。这样，在不同倍数下得到照片，便于图象处理和分析功能自动 完成；否则，就要手工测量每个颗粒的粒度，然后进行统计处理。
检测仪器：MEF4M金相显微镜及图像分析系统（德国LEICA） 检测日期 2006.4.7 试样名称:油管（钢材）2006-516
扫描电镜原理-SEM剖析精品PPT课件
能清晰成像。
•
二次电子的强度主要与样品表面形
貌有关。二次电子和背散射电子共同用于扫描
电镜(SEM)的成像。
特征X射 线
如果入射电子把样品表面原子的内层电子撞 出，被激发的空穴由高能级电子填充时，能 量以电磁辐射的形式放出，就产生特征X射线 ，可用于元素分析。
如果入射电子把外层电子打进内层，原
俄歇 子被激发了．为释放能量而电离出次外层电
d 2a
△F——焦深； d ——电子束直径； 2a——物镜的孔径角
衬度
表面形貌衬度
原子序数衬度
衬度
表面形貌衬度
表面形貌衬度主要是样品表面的凹凸(称为表面地 理)决定的。一般情况下，入射电子能从试详表面 下约5nm厚的薄层激发出二次电子。
原子序数衬度
原子序数衬度指扫描电子束入射试祥时产生的背散 射电子、吸收电子、X射线，对微区内原子序数的 差异相当敏感，而二次电子不敏感。
低原子序 Z
高原子序 Z
高加速电压 kV
低加速电压 kV
1. 电子束斑大小基本不能影响分辨率 2. 而加速电压 kV 和平均原子序 Z 则起决定作用。
信号的方向性
SE 信号 – 非直线传播 通过探头前加有正电压的金属网来吸引
BSE 信号 – 直线发散传播 探头需覆盖面积大
X-射线信号 –直线发散传播
样品腔
SEM控制台
样品腔 样品台
OM & SEM
Comparison
显微镜类 型 OM
SEM
照明源 可见光 电子束
照射方式
成像信息
光束在试样上 以静止方式投
射
反射光/投射 光
电子束在试样 上作光栅状扫
描
扫描电镜的图像分析
扫描电镜的图像分析
主讲：金永中 2010年10月
2021/6/16
1
1 分辨率和放大倍数
2021/6/16
2
扫描电镜分辨率定义为能够清楚地分辨试样上最小 细节的能力，通常以清楚地分辨二次电子图象上两点或 两个细节之间的最小距离表示，如上图示。
分辨能力是SEM最重要的性能指标，目前，钨灯丝 SEM二次电子像的分辨率为3nm～6nm，但是，这不是 日常工作能实现的，只是验收指标，它与观察条件、图 象的亮度、对比度、信噪比有关。
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
2021/6/16
图4.23 合金的背散射电子照片 500X
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图4.24 Mg-Zn-Y合金的背散射电子照片 图4.25 Mg-Zn-Y合金的背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
2021/6/16
16
M= 100mm/10μm =10000 因显示器上图像宽度一定，只要改变电子束在试样表面 的扫描宽度，就可连续地几倍、十几倍直至几万倍地改变图 像放大倍数。放大倍数调整范围宽是扫描电镜的一个突出优 点，低倍数便于选择视场、观察试样的全貌，高倍数则观察 部分微区表面的精细形貌结构。
2021/6/16
4
另外，还有一种称作“有效放大倍数M有效”的概念，它 是将试样表面形貌细节放大到人眼刚能分辨时的放大倍数：
M有效＝人眼分辨率/SEM分辨率。例如，SEM分辨率为3nm， 人眼睛的分辨率约为0.2～0.3mm, 通常取0.3mm,则M有效 =0.3*106nm/3nm=100000倍,显然欲观察试样表面3nm的细节， SEM放大倍数只要达到10万倍就够用了。
钨灯丝SEM在日常工作条件下，用普通试样照相， 能作到6nm分辨率就相当不易了。在此分辨率下，可以 在5万倍以上拍出清晰照片。通常情况下，用3万倍对普 通样品照相（如陶瓷、矿物），能给出清晰二次电子照 片，就属高水平。
主讲：金永中 2010年10月
2021/6/16
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1 分辨率和放大倍数
2021/6/16
2
扫描电镜分辨率定义为能够清楚地分辨试样上最小 细节的能力，通常以清楚地分辨二次电子图象上两点或 两个细节之间的最小距离表示，如上图示。
分辨能力是SEM最重要的性能指标，目前，钨灯丝 SEM二次电子像的分辨率为3nm～6nm，但是，这不是 日常工作能实现的，只是验收指标，它与观察条件、图 象的亮度、对比度、信噪比有关。
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
2021/6/16
图4.23 合金的背散射电子照片 500X
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图4.24 Mg-Zn-Y合金的背散射电子照片 图4.25 Mg-Zn-Y合金的背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
2021/6/16
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M= 100mm/10μm =10000 因显示器上图像宽度一定，只要改变电子束在试样表面 的扫描宽度，就可连续地几倍、十几倍直至几万倍地改变图 像放大倍数。放大倍数调整范围宽是扫描电镜的一个突出优 点，低倍数便于选择视场、观察试样的全貌，高倍数则观察 部分微区表面的精细形貌结构。
2021/6/16
4
另外，还有一种称作“有效放大倍数M有效”的概念，它 是将试样表面形貌细节放大到人眼刚能分辨时的放大倍数：
M有效＝人眼分辨率/SEM分辨率。例如，SEM分辨率为3nm， 人眼睛的分辨率约为0.2～0.3mm, 通常取0.3mm,则M有效 =0.3*106nm/3nm=100000倍,显然欲观察试样表面3nm的细节， SEM放大倍数只要达到10万倍就够用了。
钨灯丝SEM在日常工作条件下，用普通试样照相， 能作到6nm分辨率就相当不易了。在此分辨率下，可以 在5万倍以上拍出清晰照片。通常情况下，用3万倍对普 通样品照相（如陶瓷、矿物），能给出清晰二次电子照 片，就属高水平。
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图4.5 彩色荧光屏涂层1万倍照片 图4.7 喷金碳颗粒分辨率照片 5万倍
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图4.8 滤纸照片 3000x
图4.9 滤纸照片 1000x
图4.10 RDX 5000X
图4.11 高分子微球1万倍照片
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图4.12~图4.18是35CrMnMo钢管壁断口照片，这反映了它的脆性。 机械零件断裂失效分析中，断裂主要由材料缺陷引起：例如金属和非金 属夹杂物、结晶偏析、气孔等。这借助于SEM和EDS很容易观察和分析。
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很多厂家标称的SEM放大倍数为30～50万倍，验收 分辨率时只用10万倍。最高放大倍率只是仪器的一种放大 能力，不是验收指标，不可能用最高放大倍率拍摄分辨率 照片。当研究某个样品，确定它的形貌特征时，要根据工 作要求、它的表面特征和实际的预观察结果，选择适宜的 放大倍数照相，不是放大倍数越大越好。在几万倍放大倍 数下，很多样品表面缺乏细微形貌，难以得到清晰照片。 高放大倍数时，取样面积很小，仅为试样表面的很小一部 分，缺乏代表性。
钨灯丝SEM在日常工作条件下，用普通试样照相， 能作到6nm分辨率就相当不易了。在此分辨率下，可以 在5万倍以上拍出清晰照片。通常情况下，用3万倍对普 通样品照相（如陶瓷、矿物），能给出清晰二次电子照 片，就属高水平。
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扫描电镜图像放大倍数定义为显示器上图像宽度与电子 束在试样上相应方向扫描宽度之比。例如显示器上图像宽度 为100mm，入射电子束在试样上扫描宽度为10μm, 则放大倍 数M为：
大规模集成电路板上的沟槽深、线宽、圆直径、正方形、长方形边长等的测量；粉体（尤其是纳米）颗粒 粒度测量、标准粒子微球的粒度定值；复合材料（如固体推进剂）中某种颗粒组份粒度分布测量、样品表 面孔隙率测定等…，都可以使用图像处理、分析功能，有自动和手动。现在的EDS中都有该软件包供选择， 用SEM测量测定粉体颗粒粒度是准确、方便和实用的。测量的粒度范围可以从几十纳米到几个毫米，是 任何专用粒度仪所无法胜任的。尤其当分析样品的粒度小于3um（例如：超细银粉、碳粉、钴蓝、 Fe2O3、SiO2等）时，超细颗粒极易聚集、团聚（如下图）、在水中特别难于分散的特性，传统的湿法 粒度分析（例如：Coulter计数法、激光散射法、动态光子相关法）就无法得到真实的粒度结果。而扫描 电镜粒度分析法（简称SEM法）却不受这些限制，比较灵活，完全能适应这些特殊样品的粒度分析，同 时它属于绝对粒度测量法。为克服SEM粒度分析法所存在的测定样品量太少、结果缺乏代表性的缺点， 在实际操作时，要多制备些观察试样，多采集些照片，多测量些颗粒（300个以上）。超细粉体样品一般 制备在铜柱表面上，希望颗粒单层均匀分散、彼此不粘连。这样，在不同倍数下得到照片，便于图象处理 和分析功能自动完成；否则，就要手工测量每个颗粒的粒度，然后进行统计处理。
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
图4.23 合金的背散射电子照片 500X
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图4.24 Mg-Zn-Y合金的背散射电子照片 图4.25 Mg-Zn-Y合金的背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
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4 粒度分布测量
扫描电镜的图像分析
主讲： 2010年10月
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1 分辨率和放大倍数
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扫描电镜分辨率定义为能够清楚地分辨试样上最小 细节的能力，通常以清楚地分辨二次电子图象上两点或 两个细节之间的最小距离表示，如上图示。
分辨能力是SEM最重要的性能指标，目前，钨灯丝 SEM二次电子像的分辨率为3nm～6nm，但是，这不是 日常工作能实现的，只是验收指标，它与观察条件、图 象的亮度、对比度、信噪比有关。
SEM放大倍数误差的鉴定, 一般用铜制栅网、标准尺 和各种粒度的聚苯乙烯微球标准，前者用于低倍，后者用 于高倍检查，允许误差为士5%。
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2 典型的形貌像（二次电子像SEI）
图4.2 喷金碳颗粒5万倍SEM照片
图4.3 喷金碳颗粒Байду номын сангаас0万倍SEM照片
图4.6 高分子微球5万倍照片
图4.4 高分子微球4万倍照片
现在，SEM安装验收时，一般都选100000倍下做分辨率 鉴定，估计就是这个原因。图象放大倍数要根据有效放大倍 数和试样的表面特征进行选择，根据这个计算公式，可以先 估算观察某一分辨率所需要的M有效。例如，要看60nm细节， 则有M有效=0.3*106nm/60nm=5000倍，即欲观察试样表面 60nm的细节，理论上SEM放大倍数只要达到5千倍就够了， 然而实际上要选择比此值大的倍数，例如2万倍。
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SEM所得金相组织照片与光学显微镜的金相组织照片相反，如下图4.23 所示。
图4.23 金相组织光镜照片 500×
检测仪器：MEF4M金相显微镜及图像分析系统（德国LEICA） 检测日期 2006.4.7 试样名称:油管（钢材）2006-516
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3 背散射电子像（BEI）观察
背散射电子含有试样平均元素组成、表面几何形貌信息。使用半导体检测 器可以观察样品表面的成分像，以及成分与形貌的混合象。背射电子象缺乏细 节, 远不如二次电子象清晰，但是能从背射电子象的衬度迅速得出一些元素的定 性分布概念，对于进一步制定用特征x射线进行定量分析的方案是很有好处的。 很多金相抛光试样，未腐蚀的光滑表面，看不到什么形貌信息，必须借助背散 射电子像才能观察抛光面的元素及相分布,确定成分分析点，研究材料的内部组 织和夹杂。导电性差的试样,形貌观察时，BEI优于SEI。背散射电子像观察对于 合金研究、失效分析、材料中杂质检测非常有用。下图是Al-Co-Ni, Mg-Zn-Y 合金的二次电子和背散射电子照片。
图4.20 高岭土5000X
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（1）2000X
（2） 2000X
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图4.21 钛酸锶陶瓷组织结构
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黑色为铁素体；白色为珠光体 图4.22 油管（钢材）2006-516金相组织
(1) 500X
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(2) 1000X
图4.12 500X 解理和沿晶断裂
图4.13 钢管的断口 500X
图4.14 钢材腐蚀表面 1000X
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图4.15 750X 沿晶断裂
图4.16 550X 解理断裂
图4.17 1000X 解理+准解理
图4.18 500X 解理+沿晶断口（拉长韧窝）
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图4.19 高岭土 3000X
M= 100mm/10μm =10000 因显示器上图像宽度一定，只要改变电子束在试样表面 的扫描宽度，就可连续地几倍、十几倍直至几万倍地改变图 像放大倍数。放大倍数调整范围宽是扫描电镜的一个突出优 点，低倍数便于选择视场、观察试样的全貌，高倍数则观察 部分微区表面的精细形貌结构。
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另外，还有一种称作“有效放大倍数M有效”的概念，它是 将试样表面形貌细节放大到人眼刚能分辨时的放大倍数：M有 效＝人眼分辨率/SEM分辨率。例如，SEM分辨率为3nm，人 眼睛的分辨率约为0.2～0.3mm, 通常取0.3mm,则M有效 =0.3*106nm/3nm=100000倍,显然欲观察试样表面3nm的细 节，SEM放大倍数只要达到10万倍就够用了。