透射电子显微镜(材料分析方法)
材料科学中的显微分析技术
材料科学中的显微分析技术随着科技的不断进步和发展，材料科学领域也在不断地推陈出新，尤其是在显微分析技术方面，取得了巨大的成就。
显微分析技术是材料科学中一种非常重要的研究手段，主要通过观察样品的微观结构和性质来达到材料分析和研究的目的。
本文将重点介绍几种常用的显微分析技术。
一、扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种非常常用的显微分析技术，它主要利用电子束照射样品后所产生的二次电子和反射电子来观察样品表面的形貌、结构和成分。
SEM 可以通过不同的电子能量、探针电流等参数来调节图像的分辨率和深度，因此对于材料表面形貌的观察和分析非常有帮助。
二、透射电子显微镜（TEM）与 SEM 不同的是，透射电子显微镜主要研究的是材料的内部结构和组成成分。
透射电子显微镜通过压缩电子波长并穿过材料薄层来观察材料的内部结构。
这种技术非常适合于研究各种微纳米结构，如晶体缺陷、嵌入物晶体、纳米线、薄膜等。
三、原子力显微镜（AFM）原子力显微镜是一种非接触式的显微分析技术，可以实现 nm 和单个原子的分辨率。
AFM 通过利用样品表面的力变化来计算样品表面的形貌，可以直接观察到材料表面的原子结构和表面化学性质。
AFM 技术在材料表面形貌、粗糙度以及纳米级表面摩擦等方面各有应用。
四、拉曼光谱分析拉曼光谱分析是一种非常常见的光谱分析技术，它通过利用激光束的激发下产生的被动散射光，来给出材料的振动信息，包括化合物的结构、作为表面成分的化合物、内部动态变化等。
拉曼光谱分析广泛用于材料、纳米材料及化学生物学领域，为研究物理、化学、生物等方面的问题提供了有效的工具。
五、X射线衍射分析（XRD）X射线衍射分析是一种分析材料内部结构的技术，主要应用于晶体结构分析、材料相变研究、材料显微结构分析等领域。
XRD 通过跟踪和分析样品探针的散射角度和强度，从而确定材料的具体晶格结构、原子排列和相互影响。
总结以上几种显微分析技术只是材料分析中常用的几种手段，还有许多其他的方法可以用于材料或材料组件的分析和研究。
纳米材料的表征方法
纳米材料的表征方法随着科技的快速发展，纳米材料逐渐成为各个领域的研究热点。
纳米材料的特殊性质和应用潜力使得其表征方法变得至关重要。
纳米材料的表征涉及到其形貌、尺寸、结构、成分以及物理和化学特性等方面的分析。
本文将介绍几种常用的纳米材料表征方法。
1. 扫描电子显微镜（SEM）SEM是一种基于电子束与材料相互作用的表征技术。
通过SEM可以获得纳米材料的形貌和表面特征。
它可以提供高分辨率的图像，从而使我们能够观察到纳米级别的细节。
同时，SEM还可以通过能谱分析技术（EDX）获得纳米材料的元素成分信息。
2. 透射电子显微镜（TEM）TEM是一种利用电子束通过纳米材料薄片进行投射和散射的方法来观察样品的结构和形貌的技术。
相比于SEM，TEM能够提供更高的分辨率，能够观察到更细微的细节。
利用TEM还可以确定纳米材料的晶体结构、晶格参数和晶面取向等信息。
3. X射线衍射（XRD）XRD是一种利用X射线与晶体相互作用的分析技术，对于纳米材料的晶体结构和成分分析十分重要。
通过测量样品散射的X射线的特征衍射图案，可以推断出纳米材料的晶体结构、晶格常数和相对晶体的定向度。
4. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）FTIR是一种用来分析纳米材料的化学组成和结构的技术。
它基于红外辐射与材料吸收光谱的原理，通过测量纳米材料吸收不同波长的红外光线的强度变化，从而得到样品的化学信息。
利用FTIR还可以检测纳米材料中的官能团和键的类型。
5. 激光粒度仪激光粒度仪是一种常用的用于测量纳米材料粒径分布的仪器。
它通过测量光散射的强度来确定样品中颗粒的尺寸分布。
激光粒度仪不仅可以提供纳米材料的平均粒径，还可以分析其尺寸分布的均匀性，从而对纳米材料的制备工艺进行优化。
除了以上介绍的几种常用的纳米材料表征方法，还有许多其他的技术可供选择，如原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱、热重分析（TGA）等。
选择适合的表征方法需要根据具体的研究目的和所要分析的属性来确定。
利用透射电子显微镜进行材料内部结构观察的方法
利用透射电子显微镜进行材料内部结构观察的方法透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种常用的高分辨率显微镜，可以用来观察材料的内部结构。
它利用电子束通过材料的原子排列，通过透射、散射和吸收等现象，获得关于材料内部结构的详细信息。
本文将介绍利用透射电子显微镜进行材料内部结构观察的方法。
首先，为了使用透射电子显微镜观察材料内部结构，需要制备薄片样品。
通常，样品制备过程中需要使用离子薄化仪将材料切割成非常薄的片状。
这样做的目的是使电子束能够透过样品并被探测器接收，从而获得高分辨率的图像。
制备薄片样品是使用透射电子显微镜进行材料内部结构观察的关键步骤之一。
其次，透射电子显微镜的工作原理是通过电子束与样品的相互作用来获得图像。
电子束通过样品时，会发生透射、散射和吸收等现象。
透射电子显微镜通过探测这些现象，可以获得关于材料内部结构的信息。
例如，透射电子显微镜可以通过测量电子束透射的强度和方向来确定材料的晶体结构和晶格参数。
同时，透射电子显微镜还可以通过测量电子束散射的角度和强度来确定材料的晶体缺陷和晶界结构。
通过这些信息，可以深入了解材料的内部结构。
此外，透射电子显微镜还可以进行能谱分析。
能谱分析是通过测量电子束与样品相互作用时产生的能量损失来确定样品的化学成分。
透射电子显微镜可以通过能谱分析技术，获得关于材料内部元素分布和化学组成的定量信息。
这对于研究材料的组成和相变等问题非常重要。
最后，透射电子显微镜在材料科学研究中有着广泛的应用。
它可以用于观察各种材料，包括金属、陶瓷、聚合物等。
透射电子显微镜可以提供高分辨率的图像和详细的结构信息，对于研究材料的微观结构和性能具有重要意义。
例如，在材料的纳米尺度研究中，透射电子显微镜可以揭示纳米颗粒的形貌和结构，以及纳米尺度下的相变和相互作用等现象。
此外，透射电子显微镜还可以用于研究材料的电子结构和磁性等性质。
材料分析方法有哪些
材料分析方法有哪些材料分析是指通过对材料的成分、结构、性能等方面进行研究和分析，以揭示材料的内在特性和规律。
在材料科学领域，材料分析是非常重要的一环，它可以为材料的设计、制备和应用提供重要的参考和支持。
那么，材料分析方法有哪些呢？下面我们就来一一介绍。
首先，常见的材料分析方法包括光学显微镜分析、扫描电子显微镜分析、透射电子显微镜分析等。
光学显微镜分析是通过可见光对材料进行观察和分析，可以直观地观察材料的表面形貌和微观结构。
扫描电子显微镜分析则是利用电子束对材料进行扫描，得到高分辨率的表面形貌和成分分布信息。
透射电子显微镜分析则可以观察材料的内部结构和晶体形貌，对材料的微观结构进行深入分析。
其次，化学分析方法也是材料分析中的重要手段，包括原子吸收光谱分析、X射线荧光光谱分析、质谱分析等。
原子吸收光谱分析可以用于测定材料中的金属元素含量，具有较高的灵敏度和准确性。
X射线荧光光谱分析则可以测定材料中的元素含量和成分分布，对于非金属元素也有一定的分析能力。
质谱分析则可以通过分析材料中的分子离子来确定其化学成分和结构特征。
另外，热分析方法也是常用的材料分析手段，包括差示扫描量热法、热重分析法、热膨胀分析法等。
差示扫描量热法可以通过对样品和参比物进行热量差示扫描，得到材料的热性能参数和相变特征。
热重分析法则是通过对材料在不同温度下的质量变化进行分析，可以得到材料的热稳定性和热分解特性。
热膨胀分析法则可以测定材料在温度变化下的线膨胀系数，对材料的热膨胀性能进行评估。
最后，表面分析方法也是材料分析中的重要内容，包括X射线光电子能谱分析、原子力显微镜分析、电化学阻抗谱分析等。
X射线光电子能谱分析可以对材料表面的化学成分和化学状态进行表征，对表面改性和表面反应过程进行研究具有重要意义。
原子力显微镜分析则可以对材料表面的形貌和结构进行高分辨率的观察和分析。
电化学阻抗谱分析则可以研究材料在电化学条件下的界面特性和电化学性能。
仪器分析SEMTEM
仪器分析SEMTEMSEM（扫描电子显微镜）和TEM（透射电子显微镜）是两种常用的仪器分析方法，用于观察材料的微观结构和成分。
它们都利用电子束与样品的相互作用来获取信息。
下面将分别介绍SEM和TEM的工作原理和应用。
SEM利用高能电子束与样品表面的相互作用来观察样品的表面形貌和成分。
其工作原理如下：电子枪产生的聚焦电子束通过透镜系统形成一个细小的电子束，并聚焦引导到样品表面上。
与样品表面相互作用的电子束导致了反射、散射或吸收，其中部分电子通过接收器收集到形成信号。
这些信号被转换成图像，并在显微镜屏幕上显示出来。
SEM可以提供高分辨率、大深度以及大视场的表面形貌图像，并且可以通过能谱分析系统对样品的元素组成进行表征。
SEM广泛应用于材料科学、生物科学、纳米科学等领域。
在材料科学中，SEM可以用于观察材料的晶体形态、纹理、表面缺陷等。
在生物科学中，SEM可以用于观察细胞、组织和生物材料的形貌和结构。
在纳米科学中，SEM可以用于研究纳米材料的形貌、尺寸和形状。
此外，SEM还可以用于分析样品的成分和化学组成。
相比之下，TEM是一种通过透射电子束与样品相互作用来观察材料的内部结构和成分的方法。
其工作原理如下：电子枪产生的电子束经过透镜系统形成一个细小的电子束，并聚焦到样品上。
样品上的一部分电子透过样品，并通过设备上的透射电子探测器来检测。
这些透射电子被转换成图像，并在显微镜屏幕上显示出来。
TEM具有高分辨率的优点，可以提供关于样品内部结构和成分的详细信息。
TEM广泛应用于材料科学、生物科学、纳米科学等领域。
在材料科学中，TEM可以用于观察材料的晶格结构、晶界、层状结构等。
在生物科学中，TEM可以用于观察细胞、组织和病毒等的内部结构。
在纳米科学中，TEM可以用于观察纳米材料的结构、尺寸和形貌。
此外，TEM还可以用于分析样品的成分和化学组成。
综上所述，SEM和TEM是常用的仪器分析方法，用于观察材料的微观结构和成分。
透射电子显微镜解析出材料结构与缺陷的微观形貌
透射电子显微镜解析出材料结构与缺陷的微观形貌材料科学与工程领域中，了解材料的微观结构和缺陷是极为重要的。
透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）作为一种高分辨率的显微镜，被广泛应用于研究材料的微观结构和缺陷的形貌。
本文将对透射电子显微镜的原理以及其在解析材料结构和缺陷方面的应用进行探讨。
首先，我们来了解一下透射电子显微镜的原理。
TEM利用电子束的穿透性质，通过透射模式进行成像。
当电子束通过材料样品时，被材料中的原子核和电子云散射，形成折射、衍射和透射等效应。
其中，透射电子显微镜主要依靠透射电子的成像来解析材料的微观结构和缺陷。
在TEM中，电子束通过样品后，经过透射器（透镜）和投影透镜组件进行成像，最后由像差校正系统进行调整来提高成像质量。
透射电子显微镜的高分辨率使得它能够解析出材料的微观形貌，包括晶体结构、晶格缺陷和界面等。
透射电子显微镜在解析材料结构方面具有得天独厚的优势。
通过TEM的高分辨率成像，可以直接观察到材料的晶格结构。
晶体的晶体结构、晶胞参数、晶体方向和位错等重要的结构信息可以通过TEM成像来获得。
通过选取特定的衍射点和晶格平面，可以进一步通过电子衍射技术确定晶体结构。
透射电子衍射技术可以通过模式匹配和比对已知晶体结构的衍射图案来确定材料的晶体结构，为研究和设计材料提供了重要的依据。
此外，透射电子显微镜还可以帮助解析材料中的晶体缺陷。
晶格缺陷是材料中常见的现象，对材料的性能和行为产生显著影响。
通过透射电子显微镜观察，可以揭示出材料中的位错（dislocation）、嵌错（inclusion）、晶界（grain boundary）和尖晶石等各种缺陷。
位错是晶体中最常见的缺陷类型之一，它们对晶格的完整性和形貌起到了至关重要的作用。
透射电子显微镜可以通过成像和EDS（能谱分析）技术来定量和表征位错的类型和密度。
此外，透射电子显微镜还可以通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）技术对材料的晶界和界面进行观察，揭示出材料微观结构中的复杂性。
利用透射电子显微镜观察材料微观结构
利用透射电子显微镜观察材料微观结构透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种强大的工具，可以帮助科学家观察材料的微观结构。
通过TEM，我们可以深入了解材料的原子排列、晶体结构以及纳米级别的细节。
本文将探讨利用透射电子显微镜观察材料微观结构的方法和应用。
首先，为了使用TEM观察材料的微观结构，我们需要制备一种非常薄的样品。
这是因为TEM使用的是电子束而不是光线，电子束在物质中传播的能力要比光线强得多。
因此，如果样品太厚，电子束将会被散射或吸收，导致图像失真或无法形成。
为了制备薄样品，科学家通常使用离子薄片仪或机械切割技术。
这些方法可以将材料切割成几十纳米甚至更薄的薄片。
一旦样品制备完成，我们就可以将其放入透射电子显微镜中进行观察。
TEM通过向样品发射高能电子束，并测量电子束在样品中的透射情况来获得图像。
这些透射电子将根据样品的组成和结构发生散射，进而形成一个由电子束散射模式构成的图像。
科学家可以通过分析这些图像来推断材料的微观结构。
TEM可以提供高分辨率的图像，能够显示出原子级别的细节。
例如，在观察金属材料时，我们可以清晰地看到晶体中的原子排列方式。
这对于研究材料的晶体结构和晶格缺陷非常重要。
此外，TEM还可以用于观察纳米材料，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜。
通过TEM，科学家可以了解这些纳米结构的形貌、大小和分布。
除了观察材料的形貌和结构，TEM还可以进行成分分析。
通过使用能量色散X射线光谱仪（EDS），我们可以确定材料中不同元素的存在和相对含量。
这对于研究复杂材料、合金和纳米材料的组成非常有帮助。
通过结合高分辨率图像和成分分析，我们可以更全面地了解材料的微观结构和性质。
TEM在材料科学和纳米技术领域有着广泛的应用。
例如，在电子器件研究中，TEM可以帮助我们观察材料的界面和界面结构，这对于改善电子器件的性能非常重要。
在纳米材料研究中，TEM可以帮助我们了解纳米材料的生长机制和形貌控制。
材料分析测试第八章透射电子显微分析
1
更高的分辨率
持续改进电子光源和探测系统，提高
更高的速度
2
透射电子显微镜的分辨率。
加快数据采集速度，提高透射电子显
微分析的效率。
3
更多的功能
开发新的功能，如原位观察和化学成 分图像。
使用溅射技术在样品表面形成一层非常薄的金属涂层，以提高样品的导电性。
3 离心沉淀
使用离心机将材料溶液离心，以沉淀所需的样品。
透射电子显微分析的主要应用领域
材料科学
研究材料的微观结构和成分， 帮助开发新的材料。
纳米技术
观察和研究纳米尺度的材料 和器件。
生命科学
对生物样品进行观察和分析， 了解生物组织和细胞的结构。
材料分析测试第八章透射 电子显微分析
透射电子显微分析是一种强大的材料分析方法，通过使用透射电子显微镜来 观察和分析材料的微观结构和成分。
透射电子显微分析的定义与原理
定义
透射电子显微分析是一种利用透射电子显微镜观察材料的微观结构和成分的分析方法。
原理
利用电子束的透射性质以及被材料组分散射的电子的性质，来推断材料的化学成分和结构。
透射电子显微分析与其他材料分析方法 的比较
透射电子显微分析 分辨率高 透射电子束
扫描电子显微分析 分辨率较高 扫描电子束
原子力显微镜 分辨率较低 原子力探针
透射电子显微分析的优缺点分析
1 优点
2 缺点
高分辨率、能够观察细节、可以同时进行 化学成分分析。
样品制备复杂、昂贵的设备、需要专业知 识。
透射电子显微分析未来的发展趋势
透射电子显微镜的结构和操作
结构
透射电子显微镜包括电子光源、透射电子束生成 系统、样品台、投射系统和探测系统。
材料分析方法有哪些
材料分析方法有哪些材料分析是通过对材料进行实验和测试，以获取其物理、化学、力学等性质信息的过程。
在材料科学和工程领域，常用的材料分析方法有以下几种：1. 光学显微镜：利用光学原理观察材料的形貌和组织结构。
可以通过改变倍数和焦距来调整观察尺度，从宏观到微观尺度获得不同的信息。
2. 扫描电子显微镜（SEM）：通过对材料表面扫描电子束的反射和散射得到显微图像。
SEM不仅可以获得高分辨率的表面形貌信息，还可以进行能谱分析，获取元素的分布和化学组成。
3. 透射电子显微镜（TEM）：基于电子束穿透材料并与材料相互作用的原理，可以获得高分辨率的材料内部结构和纳米尺度特征。
通过对电子的散射和衍射进行分析，可以提供关于晶体结构、化学成分和晶体缺陷的信息。
4. X射线衍射（XRD）：通过测量材料对入射X射线的衍射角度和强度，可以确定材料的晶体结构、晶格常数和晶体缺陷。
XRD还可以用于确定晶体的相对含量、定量分析和表面膜的晶体结构等。
5. 质谱法：将材料分子或原子中的成分分离、离子化和检测，然后通过质谱仪对离子进行分析和测量，以确定材料的化学成分和分子结构。
6. 热分析法：包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）和热膨胀分析法（TMA）等。
通过对材料在不同温度和时间条件下的重量、热量和尺寸变化进行测量和分析，可以确定材料的热性能、热分解行为和热膨胀系数。
7. 磁性测试：通过对材料在外加磁场下的磁化行为进行测量和分析，可以确定材料的磁化强度、磁滞回线和磁相图等。
8. 电化学测试：通过对材料在电化学条件下的电流、电压和电荷等性质进行测量和分析，可以确定材料的电导率、电极反应和电化学性能等。
除了上述常用的分析方法，还有一些特殊的分析方法，如红外光谱法（IR）、核磁共振谱法（NMR）、电子自旋共振谱法（ESR）等，可以根据不同的实验需求进行选择和应用。
材料分析测试方法第十一节透射电子显微镜
观察和控制纳米级别的 结构和现象。
3 生物学
研究生物样本的超微结 构和功能。
透射电子显微镜与其他显微镜 的比较
与光学显微镜相比，透射电子显微镜具有更高的分辨率和放大倍数。与扫描 电子显微镜相比，透射电子显微镜可以提供关于材料内部结构和成分的更详 细信息。
透射电子显微镜的未来发展方向
透射电子显微镜技术正在不断发展，未来可能出现更高分辨率、更高灵敏度和更强大的分析功能。这将 为材料科学、纳米技术和生物学等领域带来更广阔的应用前景。
材料分析测试方法第十一 节透射电子显微镜
透射电子显微镜（TEM）是一种先进的显微镜技术，它能够以高分辨率和高 放大倍数观察材料的微观结构。本节将介绍透射电子显微镜的原理、组成部 分、操作步骤，以及其在材料分析中的应用领域。
什么是透射电子显微镜 (TEM)?
透射电子显微镜是一种能够通过材料样本透射电子束，观察和分析材料的微观结构地理解材料的内部结构。
透射电子显微镜的原理
透射电子显微镜基于电子的波动性质，利用电子束穿过材料样本后的透射情况来形成图像。它使用电子 透镜组件对电子进行聚焦和控制，使其能够穿透样本并形成高分辨率的图像。
透射电子显微镜的组成部分
电子源
产生高能电子束的来源。
样本台
支持和定位材料样本的平台。
透镜系统
控制和聚焦电子束的组件。
探测器
检测和记录透射电子的设备。
透射电子显微镜的操作步骤
1
样本准备
将材料样本制备成适合在透射电子显
聚焦调整
2
微镜中观察的薄片。
调整透射电子显微镜的透镜系统以获
得清晰的图像。
3
图像采集
使用透射电子显微镜进行图像采集和 记录。
透射电子显微镜的样品制备方法
透射电子显微镜的样品制备方法透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）作为一种高分辨率的显微镜，被广泛应用于材料科学、生物医学等领域的研究中。
然而，为了进行TEM观察，样品制备过程是至关重要的。
本文将介绍几种常见的透射电子显微镜样品制备方法。
首先，最常见的样品制备方法之一是薄片法。
这种方法适用于研究固体材料，如金属、陶瓷和聚合物等，甚至是生物样品。
制备薄片的关键是薄化和抛光样品。
首先，将样品制备成小块或片状。
然后，使用切割机、研磨机或离心切片机将样品切割成适当大小的厚度。
接下来，使用细砂纸或悬浮液对样品进行抛光，直到获得适当的薄度和平滑度。
最后，使用溶剂将样品转移到TEM网状铜网上，以进行电子显微镜观察。
其次，还有一种常见的样品制备方法是焦散法。
与薄片法不同，焦散法主要用于观察液态材料。
例如，溶液中的纳米颗粒和生物分子等。
使用焦散法时，首先将样品放置在一块透明的碳膜上。
然后，用纯水或其他适当的溶液将样品冲洗干净。
在样品干燥之前，使用过滤纸或吸水纸轻轻吸取多余的溶剂。
一旦样品干燥，就可以将其放置在TEM中进行观察。
除了以上两种常见的样品制备方法外，还有一种称为离子切割法的技术。
这种方法主要适用于固体样品，特别是那些被称为厚度大于100nm的样品。
离子切割法的关键是使用离子束切割出更薄的样品层。
首先，将样品与一层保护层（常用的是金属膜）叠加在一起，以增强样品的结构稳定性。
然后，使用离子切割机将保护层以下的样品层剥离下来。
通过不断剥离，获得更薄的样品层。
最后，将样品放在TEM网状铜网上，准备进行电子显微镜观察。
需要注意的是，以上提到的样品制备方法仅代表了常见的几种，针对不同的研究目的和样品性质，还有许多其他的制备方法和技术。
对于研究者来说，选择适合自己研究的样品制备方法至关重要。
综上所述，透射电子显微镜的样品制备方法多种多样，如薄片法、焦散法和离子切割法等。
材料分析测试方法
材料分析测试方法1. 扫描电子显微镜 (Scanning Electron Microscopy, SEM): SEM通过照射材料表面并收集所产生的散射电子来观察材料的形貌和表面特征。
它能够提供高分辨率和高深度的表面图像，并且可以通过能谱分析来确定元素的分布情况。
2. 透射电子显微镜 (Transmission Electron Microscopy, TEM): TEM是一种在材料中传输电子束来观察材料的内部结构和晶体缺陷的技术。
它提供了更高分辨率的图像和更详细的结构信息，可以用来研究纳米材料、薄膜、合金和晶体等。
3. X射线衍射 (X-ray Diffraction, XRD): XRD可以通过照射材料表面或内部来观察和分析材料的结构和有序性。
通过测量X射线入射和出射角度的差异，可以确定材料中的晶格参数和晶体结构。
4. 热重-差热分析 (Thermogravimetric Analysis, TGA): TGA可以通过对材料在加热过程中的质量变化进行监测和分析，以确定其热稳定性、失重行为、热分解特性和热化学性质等信息。
同时，差热分析可以提供材料热量变化的信息。
5. 红外光谱 (Infrared Spectroscopy, IR): 红外光谱可以通过测量材料对红外辐射的吸收和散射来分析其分子结构、功能团和化学键。
通过红外光谱可以确定材料的组成和结构信息，并且可以应用于材料识别、质量控制和病理分析等领域。
6. 核磁共振 (Nuclear Magnetic Resonance, NMR): NMR通过对材料中的核磁共振信号进行测量和分析，可以了解材料的分子结构和化学环境。
NMR广泛应用于有机化学、化学物理学和生物化学领域，可以确定化学物质的结构、反应动力学和分子间相互作用等。
7. 拉伸试验 (Tensile Test): 拉伸试验是一种用来测量材料力学性能的常见方法。
通过施加拉伸力并测量拉伸过程中的载荷和变形，可以确定材料的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断裂韧性等。
透射电子显微镜在材料科学中的应用
透射电子显微镜在材料科学中的应用材料科学是研究材料的性质、结构和制备方法的学科。
其中，电子显微镜在材料科学领域中有着至关重要的作用。
其原理是通过将电子束聚焦后照射在样品表面，通过对电子的散射和透射来观察样品的内部结构和表面形貌。
其中透射电子显微镜（TEM）在材料科学领域中的应用更是十分广泛。
透射电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，它可以显微观察材料的内部结构和微观形貌。
其分辨率可达到0.1纳米以下，甚至可以观察到原子级别的结构和构型。
因此，透射电子显微镜被广泛应用于材料科学中对新材料的研究、性能改进和制备方法的研究等方面。
首先，透射电子显微镜可以用于材料的微观结构研究。
通过透射电子显微镜，我们可以观察到材料的晶体结构、氧化物的形态及其分布、合金结构、纳米材料的形态等等。
材料的晶体结构是材料科学中的一个重要参数，在新材料的研究中也是一个不可缺少的参数。
通过透射电子显微镜，可以观察到材料的晶体面、晶粒大小、晶格缺陷等参数，从而了解材料的晶体结构，有助于材料的性质改进和新材料的制备。
其次，透射电子显微镜可以用于材料的性能研究。
例如，透射电子显微镜可以用于研究各种材料的疲劳性能、塑性变形特性、应力分布等。
通过对这些性能的研究，可以了解材料的机械性能、热性能、电性能等方面的特点，为材料的性能改进提供依据。
第三，透射电子显微镜可以用于纳米材料的研究。
通过透射电子显微镜，可以观察到纳米材料的微观形态和动态过程。
例如，可以观察到纳米材料的结晶状态和缺陷、微观结构、成核和生长机制等。
同时，也可以通过透射电子显微镜来探索纳米材料与其他材料的相互作用和反应机制，如纳米材料与生物大分子、其他材料的交互作用，从而为纳米材料的性能改进提供基础。
第四，透射电子显微镜可以用于研究新型材料的制备方法。
通过透射电子显微镜，可以观察材料的制备过程中样品的结构演变情况，从而了解制备方法对材料内部结构的影响。
例如，在合金制备中，可以通过透射电子显微镜了解不同材料的混合过程，分析制备后的合金材料结构和性能变化，从而为新型材料的制备提供参考和方法。
材料的五种表征方法
材料的五种表征方法一、引言材料的表征是指通过一系列实验和测试方法来获取材料的性质和特征的过程。
材料表征方法的选择取决于所研究材料的性质和研究目的。
本文将介绍五种常用的材料表征方法，包括结构表征、形貌表征、力学表征、热学表征和电学表征。
通过深入探讨这些表征方法，我们可以更好地理解材料的性能和应用。
二、结构表征结构表征是研究材料内部结构和组成的方法。
常用的结构表征方法包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等。
1. X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种分析材料结晶结构的方法。
通过照射材料表面的X射线，根据X 射线与晶体的相互作用产生的衍射图样，可以确定材料的晶体结构和晶格常数。
2. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种观察材料表面形貌和微观结构的方法。
通过扫描电子束和样品表面的相互作用，可以获取高分辨率的材料表面形貌图像，并且可以分析材料的成分和晶体结构。
3. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种观察材料内部结构和晶体缺陷的方法。
通过透射电子束和材料的相互作用，可以获取高分辨率的材料内部结构图像，并且可以分析材料的晶体结构、晶格缺陷和晶界等。
三、形貌表征形貌表征是研究材料表面形貌和微观结构的方法。
常用的形貌表征方法包括原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）和光学显微镜等。
1. 原子力显微镜（AFM）原子力显微镜是一种通过探针和材料表面之间的相互作用来观察材料表面形貌和表面力学性质的方法。
通过探针的运动和反馈信号，可以获取高分辨率的材料表面形貌图像，并且可以测量材料表面的力学性质。
2. 扫描隧道显微镜（STM）扫描隧道显微镜是一种通过电流和材料表面之间的隧道效应来观察材料表面形貌和电学性质的方法。
通过探针的运动和反馈信号，可以获取原子尺度的材料表面形貌图像，并且可以测量材料表面的电导率和电子结构。
3. 光学显微镜光学显微镜是一种观察材料表面形貌和显微结构的方法。
材料微观形貌分析方法及应用研究
材料微观形貌分析方法及应用研究材料的微观形貌分析是材料科学的重要研究领域，对于材料性能的理解和改进具有重要作用。
随着材料科学技术的发展，材料的形貌分析方法也得到了不断地发展，不断涌现出新的研究方法和技术。
本文将就材料微观形貌分析方法及应用研究进行探讨。
一、材料微观形貌分析方法1.扫描电子显微镜（SEM）SEM是一种通过扫描电子束与材料表面相互作用从而形成图像的分析仪器。
该方法应用颇广，可用于研究材料表面形貌、结构组成、热膨胀性质等。
SEM由于具有高分辨和大视场等优点，因此在材料科学领域得到广泛应用。
2.透射电子显微镜（TEM）TEM是利用透射的电子束来研究材料的性质和形貌的一种分析方法。
由于TEM的分辨率很高，可达到纳米级别，特别适用于材料微观结构的表征。
该方法通常用于研究材料晶体结构、纳米材料的形貌等。
3.原子力显微镜（AFM）原子力显微镜是一种常用于研究材料表面形貌的分析技术。
该技术通过采用探针对材料表面进行扫描，从而获取表面形貌信息。
AFM具有高分辨率、高重复性和高灵敏度等优点，适用于研究纳米材料的表面形貌和力学性质等。
4.散射电子显微镜（SEM）散射电子显微镜是一种可用于研究材料成分及其相互作用的分析技术。
该技术利用材料与电子相互作用发生的散射现象，通过对散射电子的能量、动量等参数进行分析，可以获得物质的结构、组成等信息。
二、材料微观形貌分析的应用研究1.纳米材料的形貌分析纳米材料是指直径小于100纳米的材料，其常规的物理、化学性质与几何特性都具有新颖性质。
纳米材料的形貌特征对其物理、化学性质具有直接影响。
通过SEM和TEM等手段的应用研究，可以对纳米材料的表面形貌、晶体结构等进行分析，进而研究其物理、化学性质等方面，为纳米科技的发展提供了重要的数据支持。
2.材料界面形貌分析材料界面是指两种或两种以上的材料之间的分界面，其形貌及性质对材料的机械力学性能、电学性能以及化学性能等具有重要影响。
现代材料分析方法(4-SEM)
倒易点阵的扩展
3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 其中各衍射斑点对应的倒易点指数如下图
[001]
[011]
[111]
[012]
2.电子显微镜中的电子衍射
所以 其中
Rd L L f1M iM p
rd f1
r R MiM p
即为电子显微镜的有效相机长度，称
L 为电子显微镜的有效相机常数
指数标定
孪晶的衍射斑点
3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定
★复杂电子衍射花样 1.高阶劳埃带
3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定
2.菊池线
3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定
另外，复杂电子衍射花样还包括二次电子 衍射、孪晶衍射、双晶带衍射等.
3.单晶体和多晶体电子衍射花样指数标定
★多晶体衍射花样 电子束受到多晶体衍射，也可以产生许多衍射圆锥， 但圆锥角比较小。多晶环多用在仪器常数的校正工作。 最常用的是金的衍射花样
3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定
★单晶体衍射花样 其特征是衍射斑点规
则排列。在衍射斑点花 样中最基本的是简单电 子衍射花样—单晶带电 子衍射花样，它是通过 倒易点阵原点的一个二 维倒易面的放大像
★薄晶体的电子衍射特征：
⑴厄瓦尔球半径比倒易矢量 大几十倍
⑵衍射角很小，衍射线集中 在前方
⑶倒易点被拉长为倒易杆， 倒易杆方向垂直于薄膜厚度
★以上三个原因决定使得电子 束相对晶体任何取向，在倒 易原点附近都会有许多倒易 杆与球面接触或交截，从而 可以得到许多衍射线。衍射 线的方向为连接球心和倒易 杆与球的交点，如图所示
电子衍射
111 200
Bulk materials Coatings 1 Coatings 2
物理实验技术中的材料表征与分析方法
物理实验技术中的材料表征与分析方法在物理实验中，材料表征与分析是非常重要的一环。
通过对材料的表征与分析，我们可以深入了解材料的结构、性质和性能，为材料的应用和改进提供科学依据。
本文将介绍一些常用的材料表征与分析方法。
一、X射线衍射技术X射线衍射是一种通过射线与物质相互作用来研究物质结构的方法。
应用X射线衍射技术可以确定材料的结晶结构、晶格参数以及晶体的取向等信息。
通过测量材料衍射的角度和强度，可以进一步分析晶格畸变、应变、晶体粒度等参数。
X射线衍射技术广泛应用于材料科学、物理学、生物学等领域。
二、扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种通过电子束来观察样品表面形貌和显微结构的仪器。
与传统光学显微镜相比，SEM具有更高的分辨率和放大倍数。
通过SEM可以观察到材料的表面形貌、晶粒形貌和大小分布等信息，并且可以在不同角度下进行观察和分析。
此外，SEM还可以通过能谱分析技术获取样品的元素组成。
三、透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种通过电子束穿透样品来观察材料内部结构和细微缺陷的仪器。
TEM具有非常高的分辨率，可以观察到原子级别的细节。
通过TEM可以观察到材料的晶格结构、晶界、位错等缺陷，并获得相应的电子衍射图谱。
TEM广泛应用于纳米材料、催化剂、生物材料等领域的研究。
四、核磁共振（NMR）核磁共振是一种通过测量原子核总磁矩与外加磁场之间相互作用的方法。
通过核磁共振技术，可以确定材料的分子结构、结核间距、分子运动状态等信息。
核磁共振在化学、材料和生命科学等领域得到广泛应用，例如研究有机化合物、高分子材料、药物分子等。
五、拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量光散射而获得材料分子振动谱线的方法。
拉曼光谱可以提供材料的化学成分、晶体结构以及杂质等信息。
由于每个物质都有独特的拉曼光谱特征，因此拉曼光谱在材料的鉴别、表征和分析中得到广泛应用。
此外，拉曼光谱还可以用于表征纳米材料、生物材料、催化剂等。
六、热分析技术热分析技术是一种通过测量材料在加热或冷却过程中所发生的物理变化来分析材料特性的方法。
材料分析方法-15 透射电镜样品的制备
常用方法：胶粉混合法和支持膜分散粉末法 常用支持膜的材料见下表
Grid
Figure 1. Top: Overhead view of a grid, showing the mesh. Bottom: Side view of a carbon coated grid showing the relative
注意：磨制过程中，要平稳，用力不要过大，注意冷却。
研磨薄片用的支座
三脚抛光器
②化学减薄 将切好的试片放入配制好的化学试剂中，使其表面
腐蚀而减薄。
优点： • 表面无机械硬化层 • 速度快 • 厚度可控制在20-50 μm，有利于终减薄
（3） 终减薄
①电解减薄
目前使用最广、效率最高、操作最简便的方法是双喷电解抛光 法。
等离子体激发--主要发生在金属中。当入射电子通过电子云时，金属中自由
电子基体发生振动，这种振动在10-15s内就消失了，且该振动局限在纳米范围 内，这就是等离子体激发（Plasma excitation）。等离子体激发是入射电子引 起的，因此入射电子要损失能量，这种能量损失随材料的不同而不同。利用 测量特征能量损失谱进行分析，就是能量分析显微术。若选择有特征能量的 电子成像，就是能量损失电子显微术。
薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制备过 程中，组织结构不变化；
❖ 样品相对于电子束必须有足够的透明度；
薄膜样品应有一定强度和刚度，在制备、夹持和操作 过程中不会引起变形和损坏；
在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。
平面样品制备的工艺过程
（1）切（取）薄片样品
从实物或大块试样上切割厚度一般厚 约200-300 μm的薄片，切割方法一般 分两类 。
TEM电子衍射及分析
TEM电子衍射及分析引言透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种高分辨率的显微镜，利用电子束通过样品并对透射电子进行衍射、成像和分析等操作。
TEM电子衍射是一项重要的研究技术，可以用于研究材料的结晶结构和晶体缺陷等特性。
本文将介绍TEM电子衍射的原理及常用的分析方法。
TEM电子衍射原理TEM电子衍射是指入射电子束通过样品后，由于与样品内部结构的相互作用，电子将发生衍射现象。
衍射过程中，入射电子束的波动性质被样品晶体结构所限制，形成衍射斑图。
通过观察衍射斑图的形态和分布，可以了解样品晶体的结构信息。
TEM电子衍射的原理可以用布拉格方程来描述：nλ =2d*sinθ 其中，n为衍射级数，λ为入射电子的波长，d为晶格的间距，θ为衍射角度。
TEM电子衍射图解析TEM电子衍射图是由衍射斑图组成的，通过对衍射斑图的解析，可以得到样品晶体的一些重要信息。
1.衍射斑的亮度：衍射斑的亮度反映了样品晶体中存在的晶格缺陷、位错等信息。
亮斑表示高度有序的结构，而暗斑则表示晶格缺陷存在。
2.衍射斑的分布：衍射斑的分布可以提供样品晶体的晶面方向信息。
通过观察衍射斑的位置和排列方式，可以确定样品晶体的晶体结构。
3.衍射斑的形状：衍射斑的形状可以指示晶格的对称性。
正交晶系的衍射斑为圆形，其他晶系的衍射斑形状则会有所不同。
TEM电子衍射分析方法除了观察TEM电子衍射图来获得晶体结构信息外，还有一些常用的分析方法。
1.衍射索引：通过观察衍射斑的位置和分布，结合晶体结构学的知识，利用衍射索引方法确定晶格参数、晶胞参数，从而得到样品晶体的晶体结构信息。
2.选区电子衍射：通过在选定的区域内进行电子衍射，可以得到该区域的晶格结构和取向信息。
这种方法可以用来研究样品中不同区域的晶体结构差异。
3.电子衍射支撑：通过在TEM观察区域选择多个点进行电子衍射，得到它们的衍射斑的位置和分布等信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第九章透射电子显微镜一、透射电子显微镜的结构与成像原理透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领、高放大倍数的电子光学仪器。
它由电子光学系统、电源与控制系统及真空系统三部分组成。
电子光学系统通常称为镜筒，是透射电子显微镜的核心，它与光路原理与透射光学显微镜十分相似，如图1（书上图9-1）所示。
它分为三部分，即照明系统、成像系统和观察记录系统。
图1 透射显微镜构造原理和光路（a）透射电子显微镜b）透射光学显微镜）（1、照明源2、阳极3、光阑4、聚光镜5、样品6、物镜7、物镜光阑8、选区光阑9、中间镜10、投影镜11、荧光屏或照相底片）（一）照明系统照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。
其作用是提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源。
为满足明场和暗场成像需要、照明束可在2°～3°范围内倾斜。
电子枪是电镜的照明源，必须有很高的亮度，高分辨率要求电子枪的高压要高度稳定，以减小色差的影响。
1、电子枪电子枪是透射电子显微镜的电子源，是发射电子的照明源。
常用的是热阴极三极电子枪，它由发夹形钨丝阴极、栅极帽和阳极组成，如图2（书上图9-2）所示。
（发射电子的阴极灯丝通常用0.03～0.1mm的钨丝，做成“V”形。
电子枪的第二个电极是栅极，它可以控制电子束形状和发射强度。
故有称为控制极。
第三个极是阳极，它使阴极发射的电子获得较高的动能，形成定向高速的电子流。
阳极又称加速极，一般电镜的加速电压在35～300kV之间。
为了安全，使阳极接地，而阴极处于负的加速电位。
由于热阴极发射电子的电流密度随阴极温度变化而波动，阴极电压不稳定会影响加速电压的稳定度。
为了稳定电子束电流，减小电压的波动，在电镜中采用自偏压电子枪。
）图a为电子枪的自偏压回路，负的高压直接加在栅极上，而阴极和负高压之间因加上一个偏压电阻，使栅极和阴极之间有一个数百伏的电位差。
图b中反映了阴极、栅极和阳极之间的等位面分布情况。
因为栅极比阴极电位值更负，所以可以用栅极来控制阴极的发射电子有效区域。
当阴极流向阳极的电子数量加大时，在偏压电阻两端的电位值增加，使栅极电位比阴极进一步变负，由此可以减小灯丝有效发射区域的面积，束流随之减小。
若束流因某种原因而减小时，偏压电阻两端的电压随之下降，致使栅极和阴极之间的电位接近。
此时，栅极排斥阴极发射电子的能力减小，束流又可望上升。
因此，自偏压回路可以起到限制和稳定束流的作用。
由于栅极的电位比阴极负，所以自阴极端点引出的等位面在空间呈弯曲状。
在阴极和阳极之间的某一地点，电子束会汇集成一个交叉点，这就是通常所说的电子源。
交叉点处电子束直径约几十个微米。
从图A中看出，自偏压是由束流本身产生的，自偏压U b将正比于束流I b即：U b＝RI b。
这样如果增加，会导致偏压增加，从而抵消束流的增加，这是偏压电阻引起负反馈的结果。
它起着限制和稳定束流的作用。
改变偏压电阻的大小可以控制电子枪的发身，当电阻R值增大时，控制极上的负电位增高，因此控制极排斥电子返回阴极的作用加强。
在实际操作中，一般是给定一个偏压电阻后，加大灯丝电流，提高阴极温度，使束流增加。
开始束流随阴极温度升高而迅速上升，然后逐渐减慢，在阴极温度达到某一数值时，束流不再随灯丝温度或灯丝电流变化而变化。
此值称为束流饱和点，它是由给定偏压电子负反馈作用来决定的。
在这以后再加大灯丝电流，束流不再增加，只能使灯丝温度升高，缩短灯丝寿命。
另一种使束流饱和的方法是固定阴极发射温度，即选定一个灯丝电流值，然后加大偏压电阻，增大负偏压，使束流达到饱和点。
当阴极温度比较高时，达到束流饱和所需要的偏压电阻要小些，当偏压电阻较大时，达到饱和所需要的阴极温度要低些。
两者合理匹配使灯丝达到饱和点，亮度较高，并能维持较长的灯丝寿命。
改变控制偏压，能显著影响电子枪内静电场的分布，特别是在阴极附近影响等位面的分布和形状。
零等位面的电位与阴极相同，在控制极与阳极之间靠近控制极并且平行于控制极，在控制极开口处，等位面强烈弯曲，大致沿圆弧与阴极相交，如图在零等位面的后面场是负的，无电子发射，在零电位的前面场是正的，是电子发射区。
在正电场内与阴极透镜的聚焦作用一样，电子受到一个与等位面正交、并指向电位增加方向（即折相轴）的作用力。
在控制极开口处及其附近，由于等位面强烈弯曲，折射作用很强，使阴极发射区不同部位发射的电子在阳极附近交叉，然后又分别在像平面上汇聚成一点。
电子束交叉处的截面称为电子束“最小截面”或“电子枪交叉点”。
其直径约为几十微米，比阴极端部的发射区面积要小，但单位面积的电子密度最高。
照明电子束从这里发出去，因此叫电子束的“有效光源”或“虚光源”。
所谓光斑的大小是指最小截面的大小，所谓电子束的发射角是指由此发出的电子束与主轴的夹角。
电子束最小截面一般位椭圆形，这时由于电子源是一个弯曲的灯丝，而不是点光源。
在最佳偏压作用下，可以得到电子束发散角小，光斑小，亮度大的电子束。
图2 电子枪（a）自偏压回路b）电子枪内的等电位面）图A 电子枪示意图2、聚光镜聚光镜用来会聚电子枪射出的电子束，以最小的损失照明样品，调节照明强度、孔径角和束斑大小。
一般都采用双聚光镜系统，如图3（书上图9-3）所示。
第一聚光镜是强激磁透镜，束斑缩小率为10～50倍左右，将电子枪第一交叉点束斑缩小为φ1μm～5μm；而第二聚光镜是弱激磁透镜，适焦时放大倍数为2倍左右。
结果在样品平面上可获得φ2μm～10μm的照明电子束斑。
图3 照明系统光路（二）成像系统成像系统主要是由物镜、中间镜和投影镜组成。
其中物镜决定于分辨率，其他两个透镜将物镜所形成的一次放大像进一步放大成像。
1、物镜物镜是用来形成第一幅高分辨电子显微图像或电子衍射花样的透镜。
透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于物镜。
因为物镜的任何缺陷都将被成像系统中其它透镜进一步放大。
欲获得物镜的高分辨本领，必须尽可能降低像差。
通常采用强激磁、短焦距的物镜，像差小。
物镜是一个强激磁短焦距的透镜（f＝1～3mm），它的放大倍数较高，一般为100～300倍。
目前，高质量的物镜其分辨率可达0.1nm左右。
物镜的分辨率主要决定于极靴的形状和加工精度。
一般来说，极靴的内孔和上下极靴之间的距离越小，物镜的分辨率就越高。
为了减小物镜的球差，往往在物镜的后焦面上安放一个物镜光阑。
物镜光阑不仅具有减小球差、像散和色差的作用，而且可以提高图像的衬度。
物镜光阑位于后焦面位置上时，可以方便地进行暗场及衍衬成像操作。
在用电子显微镜进行图像分析时，物镜和样品之间的距离总是固定不变的（即物距L1不变）。
因此改变物镜放大倍数进行成像时，主要是改变物镜的焦距和像距（即f和L2）来满足成像条件。
2、中间镜中间镜是一个弱激磁的长焦距变倍透镜，可在0～20倍范围调节。
当放大倍数大于1时，用来进一步放大物镜像；当放大倍数小于1时，用来缩小物镜像。
在电镜操作过程中，主要是利用中间镜的可变倍率来控制电镜的总放大倍数。
如果物镜的放大倍数M0＝100，投影镜的放大倍数M p=100，则中间镜放大倍数M i ＝20时，总放大倍数M＝100×20×100＝200000倍。
若M i＝1，则总放大倍数为10000倍。
如果M i＝1/10，则总放大倍数仅为1000倍。
在一般情况下，电镜高倍率在104～2×105之间，当中间镜放大倍率M1<1时。
得到试样低倍率图像（几百到1万倍），此时中间镜成像电子束将产生桶形畸变，可以由投影镜的枕形畸变抵消一大部分，仍然可以获得畸变不大的低放大倍率像。
如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，这就是电子显微镜中的成像操作，如图4a（书上图9-4a）所示；如果把中间镜的物平面和物镜的背焦面重合，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是透射电子显微镜中的电子衍射操作，图4b所示。
图4 成像系统光路（a）高倍放大b）电子衍射）3、投影镜投影镜的作用是把经中间镜放大（或缩小）的二次像（或电子衍射花样）进一步放大，并投影到荧光屏上，它与物镜一样，是一个短焦距的强磁透镜。
投影镜的激磁电流是固定的，因为成像电子束进入投影镜时孔径角很小（约10－5rad），因此它的景深和焦长都非常大。
即使改变中间镜的放大倍数，使显微镜的总放大倍数有很大的变化，也不会影响图像的清晰度。
有时，中间镜的像平面还会出现一定的位移，由于这个位移距离仍处于投影镜的景深范围之内，因此，在荧光屏上的图像依旧是清晰的。
对投影镜精度的要求不像物镜那么严格，因为它只是把物镜形成的像做第三次放大。
对中间镜的精度要求较高，它的像差虽然不是影响仪器分辨率的主要因素，但它影响衍射谱的质量，因此也配有消像散器，投影镜的像差主要表现在低放大倍率时的畸变。
目前，高性能的透射电子显微镜大都采用5级透镜放大，即中间镜和投影镜有两级，分第一中间镜和第二中间镜，第一投影镜和第二投影镜。
图5 JEM-2101F透射电镜镜筒剖面图a）与真空系统的配置b）（1、电子枪2、第一聚光镜3、第二聚光镜4、聚光镜光阑5、测角仪6、样品台7、物镜8、选区光阑9、双目光学显微镜10、观察窗口11、照相室12、大荧光屏13、小荧光屏14、投影镜15、中间镜16、物镜光阑17、加速管18、电子枪室19、加速管20、中间室21、阀门1 22、样品室23、阀门2 24、观察室）（三）观察记录系统观察和记录装置包括荧光屏和照明机构，在荧光屏下面放置一个可以自动换片的照相暗盒。
照相时只要把荧光屏掀往一侧垂直竖起，电子束即可使照相底片曝光。
由于透射电子显微镜的焦长很长，显然荧光屏和底片之间有数厘米的间距，但仍能得到清晰的图像。
通常采用在暗室操作情况下人眼较敏感的、发绿光的荧光物质来涂制荧光屏。
这样有利于高放大倍数、低亮度图像的聚焦和观察。
电子感光片是一种对电子束曝光敏感、颗粒度很小的溴化物乳胶底片，它是一种红色盲片。
由于电子与乳胶相互作用比光子强得多，照相曝光时间很短，只需几秒钟。
早期的电子显微镜用手动快门，构造简单，但曝光不均匀。
新型电子显微镜均采用电磁快门，与荧光屏动作密切配合，动作迅速，曝光均匀；有的还装有自动曝光装置，根据荧光屏上图像的亮度，自动地确定曝光所需时间。
如果配上适当地电子线路，还可以实现拍片自动记数。
电子显微镜工作时，整个电子通道都必须置于真空系统之内。
新式的电子显微镜中电子枪、镜筒和照相室之间都装有气阀，各部分都可单独地抽真空和单独放气，因此，在更换灯丝、清洗镜筒和更换底片时，可不破坏其它部分的真空状态（图5（书上图9-6））。
（四）真空系统在电镜中，凡是电子运行的区域都要求有尽可能高的真空度。