第4章 透射电子显微镜样品制备
透射电镜样本的制备
喷雾法： 将染色液和悬液样品等量混合，用特制的
喷雾器喷到有膜的铜网上，待干后可用于电镜观察。 喷雾法的优点是雾滴较小，分布均匀，不易凝结成块。 但操作较麻烦，溶液混合时易产生沉淀，并且需要耗 费较多的样品和染色液，尤其容易造成病毒扩散，故 此法不常用。
漂浮法 ：先将带有支持膜的铜网在悬液样品的液滴 上漂浮(有支持膜的那面向下)，然后再在负染色液的 液滴上漂浮。在漂浮期间，样品和染色液被吸附在铜 网的支持膜上，漂浮时间与悬滴法相近。
负染
阴性染色，是相对于普通染色（称正染色）而言。首 先由hall在1955年提出。 Hall在病毒研究中用磷钨酸 染色后，发现图像的背景很暗，而病毒象一个亮晶的 "空洞"被清楚地显示出来。在超薄切片的染色中，染 色后的样品电子密度因染色而被加强，在图像中呈现 黑色。而背景因未被染色而呈光亮，这种染色称为正 染色。而负染色则相反，由于染液中某些电子密度高 的物质(如重金属盐等)"包埋"低电子密度的样品，结 果在图像中背景是黑暗的，而样品像"透明"地光亮。 两者之间的反差正好相反，故称为负染色
H2O
90% 丙酮
15min
100% 丙酮
20min 20min
浸透和包埋
通过脱水剂稀释包埋剂，最终让包埋剂逐渐取代脱水剂， 使其渗透到组织细胞中去
以包埋剂完全浸透到组织内部，经加温逐渐聚合成坚硬的 固体，成为细胞结构的支架，能够承受切片时的各种力的 作用，有利于超薄切片。
丙酮：包埋剂 2：1 丙酮：包埋剂 1：1 纯包埋剂 包埋
5mL 10mL 20mL 30mL 40mL 50mL
2.495 0.62 1.885 0.085 2.57 0.31 2.12 0.085 2.425 0.925 1.65 0.085
透射电子显微镜TEM之样品制备方法
透射电子显微镜TEM之样品制备方法1TEM 样品台样品台的顶端2对样品的要求1. 样品一般应为厚度小于100nm的固体。
2. 感兴趣的区域与其它区域有反差。
3. 样品在高真空中能保持稳定。
4. 不含有水分或其它易挥发物，含有水分或其他易挥发物的试样应先烘干除去。
5. 对磁性试样要预先去磁，以免观察时电子束受到磁场的影响。
TEM样品常放置在直径为3mm的200目样品网上，在样品网上常预先制作约20nm厚的支持膜。
3纳米粉末样品的制备方法1. 纳米颗粒都小于铜网的小孔，因此要先制备对电子束透明的支持膜。
2. 将支持膜放在铜网上，再把粉末放在膜上，送入电镜分析。
3. 粉末或颗粒样品制备的关键取决于能否使其均匀分散到支持膜上。
4. 用超声波分散器将需要观察的粉末在分散介质（不与粉末发生作用）中分散成悬浮液。
5. 用滴管滴几滴在覆盖有支持膜的电镜铜网上，待其干燥(或用滤纸吸干)后, 即成为电镜观察用的粉末样品。
6. 微米粉末样品通过研磨转为纳米颗粒，如催化剂等。
4块状样品的制备方法4.1超薄切片法超薄切片方法多用于生物组织、高分子和无机粉体材料等。
超薄切片过程图4.2离子轰击减薄法离子轰击减薄法多用于矿物、陶瓷、半导体及多相合金等。
1. 将待观察的试样按预定取向切割成薄片,再经机械减薄抛光等过程预减薄至30-40μm的薄膜。
2. 把薄膜钻取或切取成尺寸为2.5-3mm的小片。
3. 装入离子轰击减薄装置进行离子轰击减薄和离子抛光。
原理：在高真空中，两个相对的冷阴极离子枪,提供高能量的氩离子流,以一定角度对旋转的样品的两面进行轰击。
当轰击能量大于样品材料表层原子的结合能时,样品表层原子受到氩离子击发而溅射、经较长时间的连续轰击、溅射,最终样品中心部分穿孔。
穿孔后的样品在孔的边缘处极薄,对电子束是透明的,就成为薄膜样品。
4.3电解抛光减薄法电解抛光减薄方法适用于金属与部分合金。
4.4聚焦离子束法适用于半导体器件的线路修复和精确切割。
tem截面样品的制备
tem截面样品的制备
TEM（透射电子显微镜）截面样品的制备通常包括以下步骤：
1. 样品选择：选择需要观察的材料，并根据研究目的确定采样位置。
2. 机械切割：使用机械切割工具（如钢丝锯、金刚石刀片等）将样品切割成较小的块状或薄片。
3. 粗磨和打磨：使用研磨机、砂纸或研磨液对样品进行粗磨和打磨，以去除切割过程中引入的痕迹和不平整表面。
4. 薄化：使用离心切割机、电解腐蚀或离子蚀刻等方法使样品变得足够薄。
这一步旨在减小样品的厚度，以便光线能够透过并进入透射电子显微镜。
5. 悬浮和转移：将薄片从切割基底上悬浮并转移到供应载玻片或网格碳膜上。
可以使用特殊夹持装置或粘贴剂来帮助悬浮和转移过程。
6. 电子束刻蚀：使用电子束蚀刻机对样品进行细微的刻蚀
处理，以去除可能存在的氧化物或其他杂质，并提高样品表面的平整度。
7. 清洗和干燥：用溶剂或超声波清洗样品，以去除表面的污染物。
然后将样品在低压条件下干燥，避免水分残留。
8. 检验和观察：使用透射电子显微镜观察和记录样品的截面形貌和微结构信息。
需要注意的是，TEM截面样品制备过程中的每个步骤都需要谨慎操作，以确保样品的质量和可观察性。
具体的制备方法和工艺参数可能会因不同的样品类型和研究需求而有所差异。
透射电子显微镜样品制备
截面样品专用胶
G1 . G2 (Gatan公司)
M-Bond600/610
G1胶的优点：
1）固化快130°5-10分钟
2）保存时间长（室温一年）
3）高温稳定性好：300°工作十几个小时,400 °几小时
（可在TEM 加热台上升温）
三、薄膜样品——截面样品的制备
截面样品的制备
切好的截面样品重复平面样品的制备工艺,当
3. 凹坑
凹坑后的样品
4. 离子减薄
目的：TEM样品的最终减薄，以获得电子束透明的观察区
域。
特点：不受材料电性能的影响，即不管材料是否导电，金
属或非金属或者二者混合物，不管材料结构多复杂均可用
此方法制备薄膜。制样时惰性气体介质（氩气）对样品组
织结构无影响。
原理：在电场作用下氩气被电离成带Ar+的氩离子，带着一
大钉薄深度：1.1mm×tan4°=77（μm）。因此样品的钉
薄深度不能大于77微米，否则离子束打不到样品中心。
钉轮直径和钉薄深度的关系
不同的钉轮直径可获得的钉薄深度不同
10mm直径的钉轮，钉薄
的深度大于77μm一般不用。
15mm直径的轮子在实践
中效果不错。
钉薄前样品的最佳厚度
起始样品厚度应是钉薄深度
以及氧化膜复型。
一级塑料复型是对样品表面形貌的简单的复制，它表面的形貌
与样品的形貌刚好互补，所以称之为负复型。其厚度可以小到
100纳米。
碳膜一级复型是一种正复型，它与塑料一级复型的区
别是：
1.碳膜复型的厚度基本上相同，而塑料复型的厚度随试样位置
第4-透射电镜样品制备 ppt课件
Ar+
薄膜样品制备
Ar+
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超薄切片法（了解)
薄膜样品制备
用超薄切片机可获得50nm左右的薄样品。 主要用于生物试样的薄片制备和比较软的无机材料
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总结
透射电子显微镜样品制备主要方法：
支持膜法
表面复型及 萃取复型
薄膜样品 制备
火棉胶 AC纸 碳膜
塑料一次复型 碳一次复型 二次复型 萃取复型
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薄膜样品制备步骤：
① 切取薄片（厚度<0.5mm） ② 预减薄：用机械研磨、化学抛光、电解抛
光减薄成“薄片”（0.1mm） ③ 终减薄：用电解抛光、离子轰击减薄成
“薄膜”（<500nm） 避免引起组织结构变化，不用或少用机械
方法。终减薄时去除损伤层。
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终减薄方法
双喷式电解抛光减薄
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② 二级复型
先一次复型，然后进行二 次碳复型，把一次复型溶去， 得到第二次复型。
为了增加衬度可在倾斜 15-45°的方向上喷镀一层 重金属，如Cr、Au等。
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复型法
二级复型的特点：
优点： 1） 制样简便； 2）不破坏试样表面 3）中间复型为塑料（较厚）较易剥离 4）观察膜为碳膜，导电性好（如投影重金
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薄膜样品制备
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氩离子减薄法
薄膜样品制备
原 理：在一定的真空条件下，氩气在高 压下发生电离，氩离子流以一定的入射角 轰击样品，当离子的能量高于样品材料表 面原子的结合能时，样品表层原子发生溅 射。穿孔后，供观察。
透射电镜样品制备方法
¾透射电子显微镜成像时，电子束是透过样品成像。
¾由于电子束的穿透能力比较低，用于透射电子显微镜分析的样品必须很薄。
¾根据样品的原子序数大小不同，一般在50～500nm之间。
透射电镜样品的要求：¾1. 样品必须对电子束透明。
¾2. 所制得样品必须具有代表性，以真实反映所分析材料的特征。
主要方法：粉末样品、复型、离子减薄、电解双喷。
¾透射电镜观察用的样品很薄，需放在专用的样品铜网上。
¾透射电子显微镜使用的铜网一般直径为3毫米，上面铳有许多微米大小的孔，在铜网上覆盖了一层很薄的火棉胶膜并在上面蒸镀了碳层以增加其膜的强度，被分析样品就承载在这种支撑膜上。
样品铜网的作用：¾承载样品，并使之在物镜极靴孔内平移、倾斜、旋转，寻找观察区。
¾样品通常放在外径3mm ，200目方孔或圆孔的铜网上，铜网牢固夹持在样品座中保持好的热、点接触，减少因电子照射引起的热或电荷积累而产生样品漂移或损伤。
样品台透射电子显微镜样品制备电镜观察时样品受到的影响：(1)真空的影响。
含有挥发溶剂或易升华的试样必须冷冻后观察。
(2)电子损伤的影响。
试样在电镜中受到l0－3～1A/cm2的电子束照射，电子束的能量部分转化为热，使试样内部结构或外形发生变化或污染。
观察有机物或聚合物试样时，为防止电子束对试样的损伤和污染，应提高电压。
(3)电子束透射能力的影响。
由于电子束透射能力较弱，一般100kv加速电压时，试样厚度必须在20～200nm之间。
粉末样品制备¾随着材料科学的发展，超细粉体及纳米材料发展很快，而粉末的颗粒尺寸大小、尺寸分布及形态对最终制成材料的性能有显著影响，因此，如何用透射电镜来观察超细粉末的尺寸和形态便成了电子显微分析的一的一项重要内容。
¾其关键工作是是粉末样品的制备，样品制备的关键是如何将超细粉的颗粒分散开来，使其均匀分散到支持膜上，各自独立而不团聚。
简述透射电镜中样品制备的常用方法
透射电镜中样品制备的常用方法透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是一种重要的高分辨率显微镜，常用于研究物质的微观结构和性质。
在使用透射电镜观察样品之前，需要对样品进行制备，以确保样品的质量和形貌。
本文将介绍透射电镜中常用的样品制备方法，包括样品的选择、切片制备、薄膜制备等。
1. 样品的选择在进行透射电镜观察之前，样品的选择非常重要。
通常，样品需要满足以下要求：•样品具有一定的透明度，能够让电子束穿透。
•样品存在较为稳定的晶体结构，以便进行晶体学分析。
•样品的尺寸合适，不过大以免超出透射电镜的观察范围。
•样品的形状和厚度需适合观察操作。
常见的样品包括金属、有机物、无机晶体、陶瓷和生物样品等。
2. 切片制备透射电镜观察样品的常用方法之一是制备薄片，即切片制备。
切片制备的目的是将样品制备成适合透射电镜观察的薄片，通常要求薄片的厚度在几百纳米到几微米之间。
切片制备的步骤如下：步骤1：固定样品对于生物样品，首先需要将样品固定。
常用的固定方法包括冷冻固定、化学固定和凝胶固定等。
这些方法可以保持样品原有的结构和形态。
步骤2：取样从固定的样品中取出小块样品，通常使用显微针或者显微刀进行操作。
步骤3：去脂处理（可选）对于脂肪含量较高的样品，需要进行去脂处理。
常见的方法包括冷冻去脂、溶液去脂等。
步骤4：嵌培将取样得到的样品嵌入切片中，嵌培有多种方法。
常用的方法包括：冷冻嵌培、树脂嵌培等。
步骤5：切割将嵌培好的样品进行切割。
切割时需要使用马来酸酐刀或者超薄刀，在适当的位置进行切割，得到适合的样品。
步骤6：收集和保护薄片将切割好的薄片收集并放置在适当的载玻片或网格中，然后进行保护。
保护可以使用丙酮或乙醇进行漂洗、涂层等方法。
3. 薄膜制备除了切片制备外，透射电镜观察样品的另一种常用方法是薄膜制备。
相对于切片制备，薄膜制备更加灵活，可以制备更薄的样品。
薄膜制备的步骤如下：步骤1：样品制备制备需要制备的样品，并确保样品的表面较为光滑。
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。
透射电镜样品制备课件
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透射电子显微镜样品制备
离子减薄法 优点：易于控制，可以提供大面积的薄区。 缺点：速度慢，减薄一个样品需十几个小时到 几十个小时。
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Байду номын сангаас
透射电子显微镜样品制备
复型法
a.对物体表面特征进行复制的一种制样方法。
b.目的在于将物体表面的凹凸起伏转换为复型材 料的厚度差异，然后在电镜下观察，设法使这种 差异转换为透射电子显微像的衬度高低。
射而产生衍射现象，其原理与x射线衍射作用 相同，获得的衍射图案相似。 2. 遵从衍射产生的必要条件和系统消光规律。
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类似于x射线，衍射束强度和晶面关系:
Ihkl Fhkl 2
结构因子表征晶体中点阵晶胞内所有原子散射波 在衍射方向上的合成，表达为:
n
F h kl fje2 xih p j x kj y ljzfjex 2ip g r j
根据获得的电子衍射谱计算几个重要斑点相应晶面的间距d然后查已知范围内的晶体的x射衍射谱卡片以确定出相同衍射花样规律最后再进行计算核对是否相符合同时还要标出衍射斑点的指数和晶带方向此过程相当于电子衍射的物相分析
透射电子显微镜-TEM
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内容
• 样品制备 • 透射电子显微像 • 选区电子衍射分析
b.将样品放入减薄仪，接通电源；
c.样品穿孔后，光导控制系统会自动切断电源， 并发出警报。此时应关闭电源，马上冲洗样品， 减小腐蚀和污染。
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透射电子显微镜样品制备
双喷电解减薄法
缺点： 只适用于金属导体，对于不导电的样品无 能为力。
透射电子显微镜样品制备技术
透射电子显微镜样品制备技术样品制备的方法随生物材料的类型以及研究目的而各有不同。
对生物组织和细胞等，一般多用超薄切片技术，将大尺寸材料制成适当大小的超薄切片，并且利用电子染色、细胞化学、免疫标记及放射自显影等方法显示各种超微结构、各种化学物质的部位及其变化。
对生物大分子（蛋白质、核酸）、细菌、病毒和分离的细胞器等颗粒材料,常用投影、负染色等技术以提高反差,显示颗粒的形态和微细结构。
此外还有以冷冻固定为基础的冷冻断裂──冰冻蚀刻、冷冻置换、冷冻干燥等技术。
超薄切片术将小块生物材料，用液态树脂单体浸透和包埋，并固化成塑料块，后用超薄切片机切成厚度为500埃左右,甚至只有50埃的超薄切片。
超薄切片的制备程序与光学显微镜的切片程序类似，但各步骤的要求以及所使用的试剂和操作方法有很大差别。
固定选用适宜的物理或化学的方法迅速杀死组织和细胞,力求保持组织和细胞的正常结构,并使其中各种物质的变化尽可能减小。
固定能提高细胞承受包埋、切片、染色以及电子束轰击的能力。
主要固定方法有：①快速冷冻，用致冷剂（如液氮、液体氟利昂、液体丙烷等）或其他方法使生物材料急剧冷冻，使组织和细胞中的水只能冻结成体积极小的冰晶甚至无定形的冰──玻璃态。
这样，细胞结构不致被冰晶破坏，生物大分子可保持天然构型，酶及抗原等能保存其生物活性，可溶性化学成分（如小分子有机物和无机离子）也不致流失或移位。
用冷冻的组织块，可进行切片、冷冻断裂、冷冻干燥和冷冻置换等处理。
用此法固定的样品既可提供组织、细胞结构的形态学信息，又可提供相关的细胞化学信息。
②化学固定，固定剂有凝聚型和非凝聚型两种，前者如光学显微术中常用的乙醇、二氯化汞等，此法常使大多数蛋白质凝聚成固体,结构发生重大变化,常导致细胞的细微结构出现畸变。
非凝聚型固定剂包括戊二醛、丙烯醛和甲醛等醛类固定剂和四氧化锇，四氧化钼等，适用于电子显微。
它们对蛋白质有较强的交联作用,可以稳定大部分蛋白质而不使之凝聚,避免了过分的结构畸变。
透射电镜常规样品制备流程
透射电镜常规样品制备流程
透射电镜是电子显微镜技术中最重要的一种技术，普通晶体样品的常
规样品制备流程如下：
1、样品的准备：将样品、水、石蜡、助融剂(如NaCl)、磷酸盐、石墨、甲醛和电子源材料(碳粉)准备好备用，并配合温度控制装置使用。
2、样品处理：将样品用接近样品发热点的温度处理，一般为200?C，把样品放入室温保温的石蜡，再将该石蜡分别放入不同的温度槽，如助融
剂的温度可以高于样品放置温度。
3、镀膜：将样品放置在硝酸银或碳材料的固体膜下，镀膜时，将碳
气体经过电子枪加热，形成形状与原子相同的表面。
4、结晶：首先需要将样品放置在一定温度和压力下，进行结晶，再
将研磨剂如磷酸盐、石墨和水添加到样品中，使样品迅速结晶，并在腔内
升温至合适温度，加快结晶过程。
5、夹具的清洗：在滴定液中加入抗蚀剂，夹具进行清洗，确保样品
无几何不良影响。
6、取晶体：用软金属夹具取出晶体，放在清洗过的滴定液中浸泡，
以使样品重新渗透，然后将样品放入滴定液腔中，进行滴定，使样品表面
无污染物。
7、安装样品：用金刚石夹具将样品安装在金刚石台子上，并将其固定，以保证样品的准确安装。
透射电子显微镜晶体样品制备技术
透射电子显微镜晶体样品制备技术一、透射电子显微镜（TEM）简介透射电子显微镜是一种利用电子束作为照明源的高分辨率显微镜，它能够提供原子级别的图像分辨率。
TEM在材料科学、纳米技术、生物学和医学等领域有着广泛的应用。
通过TEM，研究人员可以观察到材料的微观结构、晶体缺陷、纳米颗粒的形状和尺寸等。
1.1 透射电子显微镜的工作原理TEM的工作原理基于电子束通过样品后，与样品中的原子相互作用，产生散射和吸收，从而形成图像。
电子束由电子枪产生，经过加速和聚焦后，穿过极薄的样品，然后由探测器接收并转换成图像。
1.2 透射电子显微镜的组成TEM主要由以下几部分组成：- 电子枪：产生电子束的装置。
- 聚光镜：用于聚焦电子束。
- 样品室：放置样品的位置。
- 物镜：进一步放大样品的图像。
- 中间镜和投影镜：用于进一步放大和投影图像到荧光屏或相机。
1.3 透射电子显微镜的优势- 高分辨率：能够达到原子级别的分辨率。
- 多种成像模式：包括明场成像、暗场成像和高角环形暗场成像等。
- 元素分析能力：通过能量色散X射线光谱（EDS）和电子能量损失谱（EELS）进行元素分析。
二、晶体样品的制备技术为了在TEM中获得高质量的图像，样品必须非常薄且均匀，通常厚度在几十到几百纳米之间。
晶体样品的制备技术对于TEM成像至关重要。
2.1 样品制备的基本要求- 极薄：样品厚度需小于电子束的穿透深度。
- 均匀：样品厚度应均匀一致。
- 无污染：样品表面应清洁，避免污染。
- 无损伤：制备过程中应避免对样品造成损伤。
2.2 晶体样品的制备方法- 机械减薄：通过机械研磨和抛光减小样品厚度。
- 化学减薄：利用化学腐蚀方法减少样品厚度。
- 离子减薄：使用离子束对样品进行刻蚀，以减小厚度。
- 聚焦离子束（FIB）：一种高精度的减薄技术，可以在特定区域进行减薄。
2.3 样品支撑膜的选择- 网格材料：通常使用铜网、镍网或钼网等作为支撑膜。
- 网格孔径：孔径大小影响样品的支撑和电子束的穿透。
透射电镜样品制备流程及注意事项
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透射电镜样品制备方法
透射电镜样品制备方法透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种利用电子束穿透样品而观察样品结构的高分辨率显微镜。
为了获得高质量的透射电子显微镜图像，样品制备是非常重要的一步。
下面将介绍几种常见的透射电镜样品制备方法。
1.薄片制备法：薄片制备法是最常用的透射电镜样品制备方法之一、首先，将待观察的材料切割成薄片，通常使用切片机或者离心切片机进行切割。
然后，将薄片放置在网格上，并用显微镊夹持住。
接下来，使用离心机将网格和薄片一起离心，以去除多余的液体。
最后，将网格放入透射电镜中进行观察。
2.离解法：离解法适用于那些不易制备成薄片的样品。
首先，将待观察的样品制备成溶液或者悬浮液。
然后，将溶液滴在碳膜覆盖的网格上。
接下来，使用离心机将网格和溶液一起离心，使溶液在网格上均匀分布。
最后，将网格放入透射电镜中进行观察。
3.冻结法：冻结法适用于那些需要观察生物样品或者水溶液的样品。
首先，将待观察的样品制备成溶液或者悬浮液。
然后，在液氮中冷冻样品，使其迅速冻结成冰。
接下来，使用离心机将冰冻样品离心，以去除多余的液体。
最后，将网格放入透射电镜中进行观察。
4.脂溶法：脂溶法适用于那些不溶于水的样品。
首先，将待观察的样品制备成脂溶液。
然后，将脂溶液滴在碳膜覆盖的网格上。
接下来，使用离心机将网格和脂溶液一起离心，使脂溶液在网格上均匀分布。
最后，将网格放入透射电镜中进行观察。
除了以上几种常见的透射电镜样品制备方法，还有一些特殊的方法，如原位制备法、离子切割法等。
这些方法可以根据实际需求选择使用。
总结起来，透射电镜样品制备是透射电子显微镜观察样品结构的关键步骤。
合适的样品制备方法可以保证获得高质量的透射电镜图像。
不同的样品制备方法适用于不同类型的样品，研究人员可以根据实际情况选择合适的方法进行样品制备。
实验一 透射电子显微镜样品制备
第二篇材料电子显微分析实验一透射电子显微镜样品制备一、实验目的1．掌握塑料—碳二级复型样品的制备方法。
2．掌握材料薄膜样品的制备方法—双喷电解减薄法和离子薄化法。
二、塑料—碳二级复型的制备原理与方法(一) AC纸的制作所谓AC纸就是醋酸纤维素薄膜。
它的制作方法是：首先按重量比配制6％醋酸纤维素丙酮溶液。
为了使AC纸质地柔软、渗透性强并具有蓝色，在配制溶液中再加入2％磷酸三苯脂和几粒甲基紫。
待上述物质全部溶入丙酮中且形成蓝色半透明的液体，再将它调制均匀并等气泡逸尽后，适量地倒在干净、平滑的玻璃板上，倾斜转动玻璃板，使液体大面积展平。
用一个玻璃钟罩扣上，让钟罩下边与玻璃板间留有一定间隙，以便保护AC纸的清洁和控制干燥速度。
醋酸纤维素丙酮溶液蒸发过慢，AC纸易吸水变白，干燥过快AC纸会产生龟裂。
所以，要根据室温、湿度确定钟罩下边和玻璃间的间隙大小。
经过24小时后，把贴在玻璃板上已干透的AC纸边沿用薄刀片划开，小心地揭下AC纸，将它夹在书本中即可备用。
(二) 塑料—碳二级复型的制备方法(1) 在腐蚀好的金相样品表面上滴上一滴丙酮，贴上一张稍大于金相样品表面的AC纸(厚30~80μm)，如图1-2(a)所示。
注意不要留有气泡和皱折。
若金相样品表面浮雕大，可在丙酮完全蒸发前适当加压。
静置片刻后，最好在灯泡下烘烤一刻钟左右使之干燥。
(2) 小心地揭下已经干透的AC纸复型(即第一级复型)，将复型复制面朝上平整地贴在衬有纸片的胶纸上，如图1-2(b)所示。
(3) 把滴上一滴扩散泵油的白瓷片和贴有复型的载玻片置于镀膜机真空室中。
按镀膜机的操作规程，先以倾斜方向“投影”铬，再以垂直方向喷碳，如图1-2(c)所示。
其膜厚度以无油处白色瓷片变成浅褐色为宜。
(4) 打开真空室，从载玻片上取下复合复型，将要分析的部位小心地剪成2mm×2mm的小方片，置于盛有丙酮的磨口培养皿中，如图1-2(d)所示。
(5) AC纸从碳复型上全部被溶解掉后，第二级复型(即碳复型)将漂浮在丙酮液面上，用铜网布制成的小勺把碳复型捞到清洁的丙酮中洗涤，再移到蒸馏水中，依靠水的表面张力使卷曲的碳复型展平并漂浮在水面上。
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第四章透射电子显微镜样品的制备晶体薄膜衍射衬度成像分析电子衍射的基础内容，主要针对相结构分析。
透射电子显微镜另一重要功能是进行微观结构形貌分析，要求电子束能够透过所观察的样品，常规的透射电镜电子束能透过样品的厚度极其有限，约数百纳米。
将透射电镜应用于材料科学研究领域的早期，受到样品制备技术的限制，利用复型技术获取间接样品实现对微观组织的观察，较光学显微镜的分辨率提高约2个数量级，达到几百纳米左右。
这主要是由于复型材料颗粒较大，不能把样品中小的细微结构复制出来。
要指出的是，复型仅仅得到的是样品的表面形貌，无法对样品的内部组织结构（晶体缺陷、界面等）进行观察分析。
制样技术的进步，能够获得使电子束直接透过的薄膜样品，从而实现对样品的直接观察分析，揭示样品内部的精细结构，使电镜的分辨率大大提高。
同时应用衍射技术，就能够在一台仪器上同时进行微观组织与结构分析。
透射电子显微镜样品的制备方法表面复型技术一级复型塑料－碳二级复型抽取复型粉末样品和薄膜制备粉末样品薄膜样品的制备大块晶体样品制成薄膜的技术 金属块体制成薄膜样品聚焦离子束方法4.1 表面复型技术透射电镜的出现，为金相分析技术的发展开辟了新的前景。
但要用这种技术分析材料的显微组织，需要制备的样品对电子束“透明”。
在透射电镜发展的早期，将其用于观察材料组织分析，首先遇到的问题是样品制备问题。
因此，在20世纪40年代出现了“复型技术”。
复型是指将样品表面的浮凸复制于某种薄膜，可间接反映原样品的表面形貌特征的间接样品。
复型材料的要求：1) 本身是无定型或非晶态的；2) 具有足够的强度、刚度，良好的导电、导热和耐电子束轰击性能；3) 分子尺寸要尽量小，以利于提高复型的分辨率。
常用材料：非晶碳膜和各种塑料薄膜4.1.1 一级复型一级复型方法有三种：塑料，碳和氧化物复型。
氧化物复型主要用于铝和铝合金，在电解减薄金属方法成熟之后已很少应用。
塑料一级复型塑料一级复型是最简单的一种表面复型，是用预先配制好的塑料溶液在已浸蚀好的金相试样上直接浇铸而成的。
常用的塑料一级复型材料及其浓度商品名称化学名称溶剂浓度/％Collodion低氮硝酸纤维素（火醋酸戊酯0.5～4棉胶）1～2 Formvar聚醋酸甲基乙烯酯二氧陆圜（二恶烷）或氯仿Farlodion低氮硝酸纤维素醋酸戊酯0.5～4塑料一级复型的具体制备方法如下：用液滴管在金相试样表面放一滴塑料溶液，用清洁玻璃棒轻轻地将其刮平，静置干燥后形成厚度约100 nm的塑料薄膜。
其浮凸与金相试样表面正好相反，故这种复型又称负复型；在透明胶纸上放几块略小于样品铜网（φ＝3 mm）的纸片，再在其上放置样品铜网，这样仅使其边缘粘贴在胶纸上。
把贴有样品铜网的胶纸平整地压贴在已干燥的塑料表面，利用胶纸的粘性把塑料一级复型从金相试样表面干剥下来，如图2.3所示；用针尖或小刀在铜网边缘划一圈，将塑料薄膜划开，再用镊子把样品铜网连同贴附在它上面的塑料一级复型取下，即可放到透射电子显微镜中去观察。
塑料一级复型干剥方法1——纸片；2——样品铜网；3——透明胶纸；4——塑料一级复型；5——金相试样珠光体组织的塑料一级复型电子像碳一级复型碳一级复型是对已制备好的金相试样表面直接蒸发沉积碳膜制成的，蒸发碳膜的物质是光谱纯碳。
具体制备方法如下：在真空镀膜装置中，如图所示，以垂直的方向在已浸蚀好的金相试样表面上直接蒸发沉积一层厚度数十纳米的碳膜（简称喷碳）。
用针尖或小刀把喷过碳的金相试样表面划成略小于样品铜网的小方格，然后浸入适当的化学试剂中作第二次浸蚀或电解抛光，使碳膜与金相试样表面分离。
用样品铜网将碳复型捞起烘干即可放到透射电子显微镜中观察。
碳一级复型制备及其图像衬度4.1.2 塑料-碳二级复型塑料-碳二级复型是目前最常用的复型方法之一，它兼有塑料一级复型和碳一级复型的某些优点。
在材料研究领域内，它主要应用于金相组织和断口形貌的观察，尤其对断口样品，它比一级复型有更多的应用。
塑料-碳二级复型的制备步骤塑料-碳二级复型制备方法如下：在经过浸蚀的金相试样表面上放一两滴丙酮（或醋酸甲酯），然后贴上一小块醋酸纤维薄膜（简称A·C纸，厚度约30～80 μm。
揭下已经干燥的塑料复型（即第一级复型），剪去周围多余的部分，然后将复制面朝上平整地贴在衬有纸片的胶纸上。
将固定好的塑料复型放在真空镀膜装置中，先以倾斜方向“投影”重金属，再以垂直方向喷碳（即第二级复型）。
把复合复型剪成略小于样品铜网的小方块，将生物切片石蜡溶化后滴在小玻璃片上，将小方块喷碳一面贴在烘热的小玻璃片上的石蜡上。
待玻璃片冷却和石蜡凝固后，放到盛有丙酮或醋酸甲酯的有盖容器中，将第一级复型慢慢溶解。
用铜网布制成的小勺把第二级复型转移到清洁的丙酮中洗涤；最后转移到蒸馏水中，依靠水的表面张力使第二级复型平展并漂浮在水面上，再用摄子夹住样品铜网把第二级复型捞起来，放到滤纸上，干燥后即可供观察。
塑料-碳二级复型的最大优点在于制备过程中不破坏金相试样原始表面，必要时可重复制备；由于第一级复型用较厚的塑料膜来制备，即使对粗糙的断口样品，剥离也比较容易，膜也不易损坏；供观察的第二级复型是碳膜，故导热导电性好，在电子束照射下较为稳定。
图中的σ相在样品上是凸的；而在σ相的碳一级复型像则不能鉴别之。
K-3镍基合金中σ相的二级复型电子像4.1.3 抽取复型抽取复型是对一级复型步骤稍加改进的方法，它就不仅能用复型显示样品表面浮凸而且可用膜抽取出某些细小的组成相，例如第二相粒子，并能保持它们在样品中原有的分布。
它的最大优点是这些小粒子除了能在透射电子显微镜下被观察其大小、形态分布之外，还能通过电子衍射的方法确定其物相。
抽取复型可以用碳蒸膜也可以用塑料膜，目前常用碳蒸发膜，其具体制备方法如下:选择合适的浸蚀剂，使其溶解样品的基体材料（如钢中的铁素体基体）比第二相粒子要快，以致这些粒子突出于样品表面；在深浸蚀过的金相试样表面上；蒸发沉积一层较厚的碳膜（20 μm以上），然后用针尖或小刀把碳膜划成小于样品铜网的小方块。
将喷碳、划过格的试样放到盛有浸蚀剂的器皿中进行第二次浸蚀（或进行电解抛光），使基体材料进一步溶解，这样使碳膜连同凸出试样表面的第二相粒子与基体分离。
将分离后的碳膜转移到某种化学试剂中洗涤，溶去残留的基体，最后移到酒精中去洗涤，用样品铜网捞起，干燥后即可供观察。
左图是奥氏体钢塑性断裂断口的碳抽取复型，断口上的微坑特征依稀可见。
经电子衍射鉴定，被抽取的粒子是(Cr,Fe)7C 3型碳化物。
图2.9 奥氏体钢（0.3％C ，36％Ni ，1.0％Cr ）1473 K ，1 h ＋水淬＋1 173 K ，30h ＋水淬，在-77 K 拉伸断裂，碳抽取复型，10 000×4.2 粉末样品和薄膜制备4.2.1 粉末样品粉末样品的制备包括支持膜的制备和粉末均匀分布于支持膜上的方法。
对于细小的粉末或颗粒，因不能直接用电子显微镜样品铜网来承载，需在铜网上预先粘附一层连续而且很薄（约20~30 nm）的支持膜，细小的粉末样品放置于支持膜上而不致从铜网孔漏掉，才可放到电子显微镜中观察。
较多使用的是火棉胶-碳复合支持膜。
制备方法如下：配制质量分数约为3%火棉胶的醋酸戊酯溶液。
将一个直径大于100 nm的玻璃培养皿底部放一张滤纸，然后注入蒸馏水，再将铜网适距放在培养皿底部的滤纸上，铜网的粗糙面朝上。
用滴管将火棉胶溶液滴一滴溶液进入蒸馏水中，火棉胶溶液瞬时在水面上展开，将浮在水面上的第一次膜除去，再制备第二次干净的膜，用吸管沿培养皿边缘伸入水中，将蒸馏水慢慢吸干，火棉胶薄膜随之下沉，最终吸附在含有铜网的滤纸上。
将附着铜网和火棉胶的滤纸放在真空镀膜台中，喷一层很薄的碳。
用针尖划开铜网周围的膜和滤纸，即制成火棉胶-碳复合支持膜。
4.2.2 薄膜样品的制备一、薄膜平面样品的制备直接制成可用于透射电子显微镜观察的薄膜样品有多种方法，如真空蒸发、磁控溅射、溶液凝固等方法。
图2.10是Al-4%Cu(质量百分数)薄膜的TEM明场像。
它是通过磁控溅射仪把Al-Cu靶上原子溅射到KCl基片上，然后将溅射后的KCl基片放入含有一点丙酮（减小表面张力，不致使Al-Cu膜破碎）的去离子水（或蒸馏水）中，待KCl溶解后，Al-Cu薄膜漂浮在水面上，然后用铜网捞起后待水分蒸发后，即可放入透射电子显微镜中观察。
二、薄膜截面样品的制备用于TEM观察的截面样品（cross-sectional specimen）制备是个难点，薄膜的截面样品制备更困难。
下面将介绍薄膜截面样品的制备方法，以此可推广到块体截面样品的制备。
制样过程具体描述如下：采用电火花线切割技术从沉积有薄膜的不锈钢基片上切割两个φ2 mm，长约10 mm的半圆柱，半圆柱的侧平面为膜面。
将外径φ3 mm，内径φ2 mm的不锈钢管（或纯铜管）截成10 mm长的小段，同一侧带有薄膜的半圆柱试样一起依次用丙酮和无水乙醇超声波清洗，以除去表面玷污。
干燥后将半圆柱试样的全部外表面和不锈钢管内表面涂上环氧树脂粘结胶，然后将两个半圆柱粘合成一个整圆柱插入不锈钢管中，并保证所有的粘合面都有粘结胶。
镶嵌好的试样按照所用环氧树脂的固化要求进行室温固化或加热固化。
采用薄片砂轮切割机将固化后的试样切割成厚度约为0.3 mm的圆片。
用粒度为10~30μm的金相砂纸将试样从两面研磨至约0.1 mm厚。
然后，同样采用环氧树脂，在试样的一面粘上一个外径相同而内径为φ1.5 mm，厚约为0.03 mm的专用Mo环并放置固化。
粘有Mo环的样品固化后，继续用金相砂纸将样品磨至0.05 mm厚（不含Mo环的厚度）。
采用0.1μm的金刚石研磨膏，在凹坑研磨仪上对试样面进行研磨。
在此工序中，φ20 mm的磨盘和与之垂直的样品台同时转动，在样品表面研磨出一个圆形的凹坑，最终使凹坑中央的试样厚度为约0.02 mm 。
采用离子减薄仪对磨有凹坑的样品进行离子束刻蚀减薄。
至此，用于TEM观察的薄膜截面样品就制备完成。
薄膜TEM截面样品制备过程4.3 块体样品制成薄膜的技术4.3.1 金属块体制成薄膜样品Heidenreich于1949年用电解抛光方法首次制成铝薄膜，以金属材料本身制成的薄膜作为电子显微镜观察分析的样品解决了复型的局限性，它已成为直接观察和研究材料的晶体结构、晶体缺陷、显微组织、相变和形变过程以及它们之间内在联系的重要手段。
用于透射电子显微镜观察试样的要求是：它的上下底面应该大致平行，厚度应在50～500 nm，表面清洁。
制备这样的薄膜除了可采用上述用真空沉积等直接制成薄膜的方法外，更普遍的情况是需由块体材料制成薄膜试样。
由块体样品制成薄膜试样一般需要经历以下三个步骤： 利用砂轮片、金属丝或用电火花切割方法切取厚度小于0.5 mm的“薄块”。