矿物材料现代测试技术4电子显微镜(2)PPT

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材料现代分析测试方法电子显微分析优秀课件

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§3.3 透射电镜的构造与工作原理
2、电磁透镜
1) 球 差
球差是由于电子透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚
能力不同而造成的。远轴的电子通过透镜后折射得比近轴电
子要厉害得多,以致两者不交在一点上,结果在象平面成了
一个半径为Rs漫散圆斑,折算到物平面上,得 定义
rs
Rs M
rs
1 4
Cs 3
--球差
1. 电子抢
电子束
聚光镜
照 电子枪 明 系统(电聚磁光透镜镜)
试样
成 物镜 像 系 统 中间象
投影镜

试样
录 观察屏
照明部分示意图 系 照相底板

电子显微镜
§3.3 透射电镜的构造与工作原理
一、电子抢及电磁透镜
2. 电磁透镜 (1) 原理
透射电子显微镜中用磁场来使电子波聚焦成像 的装置。电磁透镜实质是一个通电的短线圈, 它能造成一种轴对称的分布磁场。正电荷在磁
Cs --球差系数,一般~f(1~3mm)
--孔径半角
物平面上两点距离小于 2r时s ,则该透镜不能分辨
§3.3 透射电镜的构造与工作原理
2、电磁透镜 3)像散
磁场不对称时,就出现象差。可能是由于极靴被污染,或极靴的机械
不对称性,或极靴材料各项磁导率差异引起。有的方向电子束的折射比别
的方向强,如图所示,这样,圆形物点的象就变成了椭圆形的漫散圆斑,
2、电磁透镜 4)电磁透镜分辨率(分辨距离、分辨本领)
电子透镜中分辨本领基本上决定于球差和衍射。通过减小孔 径角的方法来减小球差,提高分辨本领,但能过小会由于衍射 使分辨本领变差。这就是说,光阑的最佳尺寸应该是球差和衍 射两者所限定的值。

材料现代分析技术课件-电子显微分析2

材料现代分析技术课件-电子显微分析2

ghkl = ha* + kb* + lc*
R dh k l= L
单晶电子衍射谱的标定(已知晶体结构)
r2
r1
r3
1. 计算面间距 R dh k l= L 2. 最短边原则 r1 r2 r3 3. 锐角原则 90o
r2
r1
r3
Cu
Cu FCC Fm3m 0.36nm
多晶电子衍射
微衍射 ( -衍射) Nanomicro-diffraction


52.6º
58.3º
72.9º
78.4º
90º
l k
[001]
h
032]
[010]
h
15.6º
[123]
[5 18 0]
61.9º 30º
[122]
70.4º
[121]
79.9º
l
(h k l)
高阶劳厄(Laue)斑点
SOLZ hk2
1/d001
E-beam
产生衍射的条件-结构因数
衍射束的强度
结构因数
当 Fh k l =0时, 即使满足布拉格公式也没有衍射束-结构消光
FCC
BCC
相机常数的测定
R dh k l= L =K
利用多晶衍射环进行物相鉴定
测量数据
ASTM卡片值
(American Society of Testing Materials, 美国材料实验协会)
-Fe bcc
磁转角的测定
[010]
[001]

g 001
001
未知晶体结构的标定

52.6º
58.3º
72.9º

材料研究方法第四章电子显微分析[可修改版ppt]

材料研究方法第四章电子显微分析[可修改版ppt]
材料研究方法第四 章电子显微分析
电子显微分析
电子显微镜光学基础 透射电子显微分析 扫描电子显微分析 电子探针X射线显微分析
§1 电子显微镜光学基础
一、光学显微镜的局限性 二、电子的波性及波长 三、电磁透镜的像差和理论分辨本领 四、电磁透镜的场深和焦深
一、光学显微镜的局限性— 分辨本领有限
P—动量 m —电子质量 h—普朗克常数 —波长 v —电子运动的速度
De Broglie 波:h/mv
加速电子的动能与 电场加速电压的关系为:
—电子的速度 V —加速电压 m—电子静止质量
与V的关系式
➢ 加速电压较低时
h 12.25(埃)电子束的波
2m0eV V
长随电子枪 加速电压的
➢ 加速电压较高时
增高而减小
12.25
(埃)
V( 10.9781506V)
当加速电压为100kV时,电子束的波长约为可见光波长的 十万分之一。 因此,若用电子束作照明源,显微镜的分辨本领要高得多。
三、电磁透镜的像差和理论分辨本领
•电磁透镜在成像时会产生像差。 像差:不汇聚在一点;不按比例成像;不相似。
* 像差分为:几何像差和色差两类。
相似性:成像原理类似 不同点: (1)OM以可见光作照明束;TEM以电子束为照明 束。 (2)在OM中,将可见光聚焦成像的是玻璃透镜;
在TEM中,相应的为磁透镜。 (3)TEM的像分辨本领高,同时兼有结构分析的功
1、工作原理



照明源:聚焦电子束
子 显
试样:对电子束透明的薄膜
§2 透射电子显微分析
利用透射电子显微镜可以观察和分析材料的 形貌、组织和结构 透射电子显微镜是一种高分辨宰、高放大倍 数的显微镜。它用聚焦电子束作为照明源,使 用对电子束透明的薄膜试祥(几十到几百nm), 以透射电子为成象信号。

《电子显微镜》PPT课件

《电子显微镜》PPT课件

❖ 扫描电镜的放大倍数M取决于显象管荧光屏尺寸S2和 入射束在试样表面扫描距离S1之比,即:
M=S2/S1
由于荧光屏尺寸S2是固定的,因此其放大倍数的变化 是通过改变电子束在试样表面扫描距离S1来实现的。 一般放大倍数在20~20万倍之间,且连续可调。
❖ 将样品细节放大到人眼刚能看清楚(约0.2mm)的放
X射线 100~1000 500~5000
俄歇电子 06.01.2021
5~10整理ppt 0.5~2
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❖ 扫描电镜的景深是指在样品深度方向可能观察 的程度。在电子显微镜和光学显微镜中,扫描 电镜的景深最大,对金属材料的断口分析具有 特殊的优势。
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二、放大倍数及有效放大倍数
整理ppt
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二、扫描电镜与透射电镜的主要区别
❖ 1. 扫描电镜电子光学部分只有起聚焦作用的会聚透镜, 而没有透射电镜里起成象放大作用的物镜、中间镜和 投影镜。这些电磁透镜所起的作用在扫描电镜中是用 信号接受处理显示系统来完成的。
❖ 2. 扫描电镜的成象过程与透射电镜的成象原理是完全 不同的。透射电镜是利用电磁透镜成象,并一次成象; 扫描电镜的成象不需要成象透镜,它类似于电视显象 过程,其图象按一定时间空间顺序逐点形成,并在镜 体外显象管上显示。
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五、俄歇电子
❖ 从距样品表面几个Å深度范围内发射的并具有 特征能量的二次电子,能量在50~1500eV之间。 俄歇电子信号适用于表面化学成份分析。
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六、特征X射线
❖ 样品中原子受入射电子激发后,在能级跃迁过 程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电 磁波辐射,其发射深度为0.5~5m范围。
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第三部分 电子显微分析
1
电子显微分析
第二章 电子显微镜成像原理
1 仪器构型 2 成像
2
电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
1 仪器构型(1)
3
电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
1 仪器构型(2)
4
电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
1 仪器构型(3)
5
电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
2 成像(1)
6
电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
2 成像(2)
Electron microscopes use something similar to a light bulb to produce electrons. This is called the filament. The filament is a piece of wire and when electricity goes through it, not only is light given off, but also electrons.
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电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
2 二次电子 (Secondary Electron)(2)
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电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
2 二次电子 (Secondary Electron)(3)
二次电子来自表面5-10nm的区域,能量为050eV,大部分为2-3eV。
它对试样表面状态非常敏感,能有效地显示 试样表面的微观形貌。由于它发自试样表层,入 射电子还没有被多次反射,因此产生二次电子的 面积与入射电子的照射面积没有多大区别,所以 二次电子的分辨率较高,一般可达到5-10nm。扫 描电镜的分辨率一般就是二次电子分辨率。
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电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
2 成像(3)
A special type of detector acts like a TV camera and the image of the sample is displayed on a TV screen. By changing how the electrons are bent and how the beam of electrons strikes the sample, you can change the magnification and focus of the TV image.
扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy) (SEM)
透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy) (TEM)
电子探针(Electron Probe Microscopic Analyzer) (EPMA) 分别侧重于对上述某一方面或几方面的信息进行测量分析的。
3 背散射电子 (Back-scattered Electron)
4 透射电子 (Transmitted Electron)
5 吸收电子 (Absorption Electron)
6 X射线
(X ray )
7 俄歇电子 (Auger Electron)
8 阴极发光 (Cathodo-luminescence)
17
电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
2 二次电子 (Secondary Electron)(4)
二次电子产额随原子序数的变化不大,它主 要取决与表面形貌。
因此一般所说的电子显微镜照片即是指收集 到的二次电子信号转化成的图象。简称形貌像。
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电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
3 背散射电子 (Back-scattered Electron)(1)
X射线
(X ray)
俄歇电子 (Auger Electron)
阴极发光 (Cathodo-luminescence)
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电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
1 概述(2)
13
电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
1 概述(利用它们。
These electrons are focused by a series of magnets. The magnets are made magnetic by electricity and are called electromagnets. The electrons can be focused on the sample and when they hit the sample a signal is given off.
8
电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
2 成像(4)
The meaning of “SCANNING”
9
电子显微分析 第二章 电子显微镜成像原理
2 成像(4) Finally,we get the “Image”.
10
电子显微分析
第三章 电子束与物质之间的作用
1 概述
2 二次电子 (Secondary Electron)
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电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
1 概述(1)
高速运动的电子束轰击样品,会产生很多物理信息, 主要有:
二次电子 (Secondary Electron)
背散射电子 (Back-scattered Electron)
透射电子 (Transmitted Electron)
吸收电子 (Absorption Electron)
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电子显微分析 第三章 电子束与物质的作用
2 二次电子 (Secondary Electron)(1)
二次电子是指被入射电子轰击出来的样品中原 子的核外电子。
由于原子核外层价电子间的结合能很小,当原 子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能 的能量后,即可脱离原子核变成自由电子。
如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处, 则那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表 面逸出,变成真空中的自由电子,即二次电子。
背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一 部分入射电子,其中包括弹性背散射电子和非弹 性背散射电子。
弹性背散射电子是指被样品中原子核反弹回来 的,散射角大于90度的那些入射电子,其能量基 本无变化(几到几十KeV)。
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