2扫描电镜解析

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扫描电镜分析2篇

扫描电镜分析2篇第一篇：扫描电镜分析花粉形态结构特征扫描电镜是现代生物学和医学研究中一种重要的分析技术，可以对显微结构进行高清晰度的成像和观察。

在植物学中，花粉是非常重要的微观结构，它们的形态结构特征和尺寸大小对于花粉的传播、定位和分类具有重要意义。

因此，采用扫描电镜对花粉形态结构进行分析，可以深入了解花粉的形态学特征和花粉学的研究对象。

在本次扫描电镜分析中，我们选取了几种常见的植物花粉样本，包括罂粟花、向日葵、松树、紫罗兰等。

通过精细制备和扫描电镜成像，我们得到了以下结果。

罂粟花的花粉罂粟花的花粉呈球形或近球形，外表呈现有棱角的圆形，直径约为48微米。

在扫描电镜下观察，罂粟花的花粉表面呈现出一种微细的网状结构，而且表面布满了大小不一的刺状突起。

这些刺状突起有的长而细，有的短而粗，有的呈锯齿状。

整个花粉表面分布不均，有的地方突起密集，有的地方比较平整。

整体上看，罂粟花的花粉表面相当粗糙，具有明显的纹理和质感。

向日葵的花粉向日葵的花粉为椭圆形或肾形，直径大约为50微米左右，花粉壁厚度较薄。

扫描电镜下观察，向日葵的花粉表面呈现出一种平滑的纹理，花粉壁内部有大小不一的坑陷。

同时，向日葵的花粉壁上也分布着一些小的碎片状突起。

整体上看，向日葵的花粉表面比较光滑，不像罂粟花那样粗糙。

松树的花粉松树的花粉为卵圆形，长38-55微米，宽25-30微米，花粉壁较厚。

在扫描电镜下观察，松树的花粉表面呈现出一种分布均匀的刺状突起，形态呈现出有规律的菱形和六边形等几何形状。

这些刺状突起密集而均匀，大小相当，长度为0.1-0.5微米。

整个花粉表面呈现出一种精细而规则的网状结构，十分复杂，呈现出明显的纹理和层次感。

紫罗兰的花粉紫罗兰的花粉为卵形、扁平，长35-45微米，宽20-25微米，花粉壁厚度较薄。

在扫描电镜下观察，紫罗兰的花粉表面呈现出一种不规则的凹凸纹理，与其他花粉的凸起和刺状突起不同。

这些凹凸纹理大小相当，分布不均，有的地方密集，有的地方较为稀疏。

扫描电镜分析简介ppt

• 扫描电镜的景深为比一般光学显微镜景深大100-500倍，比透射电镜的景深大10 倍。
• 景深取决于分辨本领和电子束入射半角ac。由右下图可知，扫描电镜的景深F为：
d0临界分辨本领， ac电子束的入射半角
扫描电镜应用实例
断口形貌分析纳米材料形貌分析在微电子工业方面的应用
断口形貌分析
扫描电镜显微分析简介
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜
扫描电镜显微分析简介
概况扫描电镜的优点扫描电镜成像的物理信号扫描电镜的工作原理扫描电镜的构造扫描电镜的主要性能应用举例
概况
扫描电子显微镜简称扫描电镜，英文缩写：SEM。为适应不同要求，在扫描电镜上安装上多种专用附件，实现一机多用，使扫描电镜成为同时具有透射电子显微镜（TEM）、电子探针X射线显微分析仪（EPMA）、电子衍射仪（ED）等多种功能的一种直观、快速、综合的表面分析仪器。
电源系统由稳压，稳流及相应的安全保护电路所组成，其作用是提供扫描电镜各部分所需的电源。
扫描电镜的主要性能
放大倍数分辨率景深
扫描电镜的主要性能
放大倍数
M=AC/AS 式中AC是荧光屏上图像的边长， AS是电子束在样品上
的扫描振幅。目前大多数商品扫描电镜放大倍数为20-20000倍，介
背散射电子：入射电子在样品中经散射后再从上表面射出来的电子。反映样品表面不同取向、不同平均原子量的区域差别。
二次电子：由样品中原子外壳层释放出来，在扫描电子显微术中反映样品上表面的形貌特征。
X射线：入射电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时发出的光子。
其他信号
俄歇电子：入射电子在样品原子激发内层电子后外层电子跃迁至内层时，多余能量转移给外层电子，使外层电子挣脱原子核的束缚，成为俄歇电子。

扫描电镜分析

扫描电镜分析扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种常用的高精度显微镜，能够以极高的放大倍数观察样品的微观结构和形貌。

通过利用电子束对样品进行扫描，SEM能够提供比光学显微镜更高的分辨率和放大倍数。

本文将介绍扫描电镜的工作原理、应用领域以及其在科研和工业中的重要性。

扫描电镜的工作原理是基于电子的性质和电磁场的作用。

它通过发射高能电子束，并将电子束聚焦到极小的尺寸，然后扫描在样品表面。

当电子束与样品的表面交互作用时，会产生许多信号，包括二次电子、背散射电子、特征X射线等。

这些信号接收后，经过电子学系统的处理和分析，最终形成样品的显微图像。

由于扫描电镜的电子束具有很小的波长，因此它能提供更高的分辨率和放大倍数，可以观察到更加详细的微观结构。

扫描电镜在许多领域都有广泛的应用。

在材料科学中，它可以用来研究材料的表面形貌和微观结构，对材料的组成和纳米尺寸的特征进行分析。

在生物学研究中，扫描电镜可以观察生物细胞、组织和器官的内部结构，对病毒、细菌等微生物进行观察和分析。

在纳米科技领域，扫描电镜可以研究纳米材料的制备和性质，包括纳米颗粒、纳米材料的形貌和尺寸分布等。

此外，扫描电镜在矿物学、工业品质检测、环境科学和考古学等领域也有广泛应用。

在矿物学中，扫描电镜可以对矿石和矿物进行分析，帮助确定它们的成分和结构。

在品质检测中，扫描电镜可以用于检查和验证产品的表面和微观结构，确保产品符合质量标准。

在环境科学中，扫描电镜可以用来研究大气颗粒物、水质中的微生物和化合物等。

在考古学研究中，扫描电镜可以协助鉴定古代人工制品的材质和表面特征，帮助研究人员了解古代文化和技术。

扫描电镜在科学研究和工业生产中具有重要的地位。

它能够提供高分辨率的显微观察，帮助科学家们深入了解材料的微观结构和形貌，从而促进科学研究的发展。

在工业领域，扫描电镜可以用于质量控制和产品改进，确保产品具有良好的性能和质量。

扫描电镜图像的分析

100 150 200 250 300 350 400 颗粒个数Ｎ
个
数均 D n 5.57 5.30 5.40 5.57 5.50 5.57 5.64
μ
m
体均 D v 8.33 8.20 8.06 8.16 8.08 8.09 8.14
μ
m
D50 μm 8 . 11 8 . 1 0 7 . 8 0 7 . 9 2 7 . 9 1 7 . 9 2 7 . 9 5
图4.12 500X 解理和沿晶断裂
图4.13 钢管旳断口 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
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
图4.23 合金旳背散射电子照片 500X
图4.24 Mg-Zn-Y合金旳背散射电子照片图4.25 Mg-Zn-Y合金旳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旳沟槽深、线宽、圆直径、正方形、长方形边长等旳测量；粉体（尤其是纳米）颗粒粒度测量、原则粒子微球旳粒度定值；复合材料（如固体推动剂）中某种颗粒组份粒度分布测量、样品表面孔隙率测定等…，都能够使用图像处理、分析功能，有自动和手动。目前旳EDS中都有该软件包供选择，用SEM测量测定粉体颗粒粒度是精确、以便和实用旳。测量旳粒度范围能够从几十纳米到几种毫米，是任何专用粒度仪所无法胜任旳。尤其当分析样品旳粒度不大于3um（例如：超细银粉、碳粉、钴蓝、 Fe2O3、SiO2等）时，超细颗粒极易汇集、团聚（如下图）、在水中尤其难于分散旳特征，老式旳湿法粒度分析（例如：Coulter计数法、激光散射法、动态光子有关法）就无法得到真实旳粒度成果。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旳粒度分析，同步它属于绝对粒度测量法。为克服SEM粒度分析法所存在旳测定样品量太少、成果缺乏代表性旳缺陷，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。这么，在不同倍数下得到照片，便于图象处理和分析功能自动完毕；不然，就要手工测量每个颗粒旳粒度，然后进行统计处理。

国产高纯TiO_2粉体颗粒形貌扫描电镜分析

国产高纯T iO2 粉体颗粒形貌扫描电镜分析安果芒1 ,刘兴萍1 ,谢永红1 ,荣丽梅2T iO2 固体粉体是制作PTC 热敏电阻,BaT iO3 半导体瓷的主体原料之一,其颗粒形貌,粒度对BaT iO3半导体瓷主晶相的形成起着决定性作用。

同时直接影响到PT C 热敏电阻的电性能。

20 世纪90 年代, 国内用高品质, 高纯的T iO2 粉料主要来源于进口(日本) ,其高成本,价格昂贵等因素直接制约了企业的市场竞争力和经济效益。

因此,开展一系列替代进口T iO2 原料的国产T iO2 颗粒形貌研究工作显得至关重要。

本文利用扫描电镜对国产T iO2 颗粒形貌进行观察分析,并与日本高品质T iO2 原料作对比分析,为实现T iO2 国产化提供科学的依据。

1 S E M 观察分析样品为收集到的国内多个厂家生产的T iO2 粉料,选用适当的分散剂制样,经蒸金镀膜后,供SE M 观察。

国产T iO2 颗粒形貌显微表征为近似球形,棒状和不规则形,存在团聚结构,且颗粒大小不均,离散性较大,如图1～图5 所示;而日本样品的T iO2 颗粒形貌表征为球形( 近似球形) ,且细化,均匀,参见图6 所示。

可见国产T iO2 颗粒与日本样品相比在形貌上存在一定的差异。

2 结论1) 从日本高品质T iO2 颗粒形貌可知: 球形( 近似球形) ,细化,均匀是高品质T iO2 粉体形貌的主要物理特征。

也是国产T iO2 生产的方向。

众所周知,BaT iO3 半导体瓷生成是依赖于烧结的固相反应来完成的。

要求粒子的活性高,传质反应要快,才能使BaT iO3 瓷半导体充分化。

而球形细化粒子颗粒的比表面积大, 活性好, 更利于BaT iO3瓷的传质反应, 使之半导体化更充分, 形成良好的BaT iO3 半导体瓷,从而才可能制作出高品质的PTC 产品来。

2) 国产T iO2 粉料中存在的棒状, 不规则形, 都不利于传质反应,且难于控制成形烧结过程,易生成异晶,固属于不良的T iO2 颗粒形貌。

扫描电镜分析 (2)

扫描电镜分析引言扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率的显微镜，利用电子束来观察和分析材料的表面形貌和组成。

相比传统光学显微镜，扫描电镜具有更高的放大倍数和更好的分辨率，能够提供更详细的信息和更全面的材料表征。

本文将介绍扫描电镜分析的基本原理、操作步骤和应用领域。

扫描电镜分析的基本原理扫描电镜利用电子束与样品表面的相互作用生成图像，采用场发射电子源作为电子束的发射源。

电子束从电子源中发射出来后被加速，在经过透镜系统的聚焦作用下，聚焦在样品表面上。

样品表面的电子与电子束发生相互作用，包括散射、逸出等过程。

逸出的电子被收集和放大，转换成电信号，通过不同的检测器获得样品表面的形貌和组成信息。

扫描电镜分析的操作步骤1.准备样品：将待观察的样品切割、打磨，使其表面平整，去除杂质。

如果样品是不导电的，需要进行导电处理，如镀一层金属薄膜。

2.真空系统准备：将样品放置在扫描电镜的样品台上，通过真空系统排除气体，以保证电子束的传输。

3.调试扫描电镜参数：根据样品的性质和分析需求，设置电子束的加速电压、电子枪的亮度、放大倍数等参数。

4.扫描电镜观察：启动扫描电镜的电子束，将电子束聚焦在样品表面，利用扫描线圈扫描样品表面，收集和放大逸出的电子信号，生成图像。

5.图像分析：通过软件分析图像，测量样品表面的形貌和组成，获取相关的形态参数和元素成分信息。

扫描电镜分析的应用领域扫描电镜广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域的研究和分析。

具体应用包括： - 材料表面形貌分析：扫描电镜能够提供高分辨率的材料表面形貌信息，用于评价材料的纹理、晶格形貌等。

- 生物样品观察：扫描电镜可以观察生物样品的微观结构，包括细胞形态、器官结构等，对生物学研究有重要意义。

- 纳米材料研究：扫描电镜在纳米材料的研究中得到广泛运用，能够观察和分析纳米颗粒的大小、形状、分布等特征。

- 化学成分分析：扫描电镜结合能谱仪可以进行化学成分分析，通过测量逸出电子的能谱来确定材料的元素成分。

2扫描电镜_带思考题

式中ν 为元素的特征X 射线频率，Z为原子序数， K与σ 均为常数，C为光速。当σ ≈1时， λ 与Z的关系式可写成: 由式可知，组成试样的元素(对应的原子序数Z) 与它产生的特征X 射线波长(λ )有单值关系，即每一种元素都有一个特定波长的特征X射线与之相对应，它不随入射电子的能量而变化。如果用X 射线波谱仪测量电子激发试样所产生的特征X 射线波长的种类，即可确定试样中所存在元素的种类，这就是定性分析的基本原理。
ZrO2-Al2O3-SiO2系耐火材料的背散射电子成分像，1000×
ZrO2-Al2O3-SiO2系耐火材料的背散射电子像。由于ZrO2 相平均原子序数远高于Al2O3相和SiO2 相，所以图中白色相为斜锆石，小的白色粒状斜锆石与灰色莫来石混合区为莫来石－斜锆石共析体，基体灰色相为莫来石。
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4. 不损坏试样、分析速度快
现在电子探针均与计算机联机，可以连续自动进行多种方法分析，并自动进行数据处理和数据分析，对含10个元素以下的试样定性、定量分析，新型电子探针在30min左右可以完成，如果用EDS 进行定性、定量分析，几分种即可完成。对表面不平的大试样进行元素面分析时，还可以自动聚焦分析。电子探针分析过程中一般不损坏试样，试样分析后，可以完好保存或继续进行其它方面的分析测试，这对于文物、古陶瓷、古硬币及犯罪证据等的稀有试样分析尤为重要。
2. 元素分析范围广
电子探针所分析的元素范围一般从硼 (B)——铀(Ｕ)，因为电子探针成份分析是利用元素的特征X 射线，而氢和氦原子只有K 层电子，不能产生特征X 射线，所以无法进行电子探针成分分析。锂(Li)和铍(Be)虽然能产生X 射线，但产生的特征X 射线波长太长，通常无法进行检测，少数电子探针用大面间距的皂化膜作为衍射晶体已经可以检测Be元素。能谱仪的元素分析范围现在也和波谱相同，分析元素范围从硼(B)——铀(Ｕ)

扫描电镜工作原理

扫描电镜工作原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率的显微镜，利用电子束与样品的相互作用来获得样品的表面形貌和成分信息。

下面将详细介绍扫描电镜的工作原理。

一、电子束的发射和聚焦扫描电镜中的电子束是通过热阴极或场发射阴极产生的。

电子束首先通过一系列的透镜系统进行聚焦。

这些透镜系统包括电子枪、聚焦透镜和缩聚透镜。

电子束的聚焦使得其能量集中在一个非常小的区域内，从而提高了分辨率。

二、样品的准备与加载在进行扫描电镜观察之前，需要对样品进行准备。

通常，样品需要被切割成非常薄的片或者被涂覆上导电性物质，以便电子束能够通过并与样品相互作用。

准备好的样品会被安装在样品台上，并通过机械或电动系统精确地调整位置。

三、电子束与样品的相互作用当电子束聚焦到样品表面时，电子与样品原子发生相互作用。

这些相互作用包括散射、反射、透射和吸收等。

其中，散射是最重要的相互作用方式。

电子束与样品表面原子的相互作用会产生二次电子、反射电子、散射电子和X射线等。

四、二次电子的检测与信号放大在扫描电镜中，最常用的信号是二次电子。

二次电子是在电子束与样品相互作用时从样品表面发射出来的低能电子。

这些二次电子被探测器捕获，并转化为电信号。

电信号经过放大和处理后，可以被转化为图像。

五、扫描和图像重建扫描电镜的工作方式是通过扫描电子束在样品表面上的移动来获取图像。

电子束被聚焦到一个非常小的区域内，然后通过扫描线的方式在样品表面上移动。

同时，二次电子信号被探测器捕获，并根据扫描位置进行记录。

这些记录的数据经过处理和重建，最终形成样品的图像。

六、图像显示与分析扫描电镜生成的图像可以通过显示器进行观察和分析。

图像显示的分辨率取决于电子束的能量和样品的性质。

扫描电镜还可以通过其他技术手段，如能谱分析、成分分析和表面形貌分析等，对样品进行更深入的研究和分析。

综上所述，扫描电镜通过聚焦电子束、与样品的相互作用、二次电子的检测与信号放大、扫描和图像重建等步骤，实现对样品表面形貌和成分的高分辨率观察。

扫描电镜分析实验报告

扫描电镜分析实验报告一、实验目的本次扫描电镜分析实验的主要目的是通过使用扫描电子显微镜（SEM）对样品的微观形貌、结构和成分进行观察和分析，以获取有关样品的详细信息，为进一步的研究和应用提供依据。

二、实验原理扫描电子显微镜是一种利用电子束扫描样品表面，产生二次电子、背散射电子等信号，通过检测这些信号来成像和分析样品的仪器。

其工作原理基于电子与物质的相互作用。

当电子束照射到样品表面时，会与样品中的原子发生相互作用，产生多种信号。

二次电子是由样品表面原子的价电子被激发出来形成的，其能量较低，主要反映样品表面的形貌特征。

背散射电子是被样品原子散射回来的入射电子，其能量较高，与样品的成分和原子序数有关。

通过收集和检测这些电子信号，并将其转换为图像，我们可以获得样品表面的微观结构、形貌和成分分布等信息。

三、实验设备与材料1、扫描电子显微镜（型号：＿____）2、样品制备设备：切割工具、研磨设备、抛光机等3、样品：＿____（具体样品名称）四、实验步骤1、样品制备对样品进行切割，获得合适大小的块状或片状试样。

使用研磨设备对试样进行粗磨和细磨，以去除表面的划痕和损伤。

进行抛光处理，使样品表面光滑平整，以提高成像质量。

对样品进行清洗和干燥，去除表面的杂质和污染物。

2、样品安装将制备好的样品安装在扫描电镜的样品台上，使用导电胶或其他固定方式确保样品稳定。

3、仪器调试打开扫描电镜主机和相关附属设备，如真空泵、电源等。

进行真空抽气，使镜筒内达到所需的真空度。

调整电子枪的加速电压、束流等参数，以及物镜光阑的大小和位置。

4、图像采集选择合适的放大倍数和扫描模式，对样品进行扫描。

观察和调整图像的亮度、对比度等参数，以获得清晰、准确的图像。

对感兴趣的区域进行多次扫描和图像采集，以获取足够的信息。

5、数据分析使用扫描电镜自带的分析软件或其他图像处理软件，对采集到的图像进行分析和测量。

例如，测量颗粒的大小、形状、分布，观察表面的微观结构和缺陷等。

扫描电镜图像参数解读

扫描电镜照片参数解读及主要参数选择1、扫描电镜照片参数解读图1 扫描电镜图片展示，EHT=20.00kV即加速电压20kV；WD=8.2mm，即工作距离8.2mm；Mag=7.94KX即放大倍数7940倍；Signal A=SE2即用SE2探测器。

扫描电镜参数众多，皆可显示在图片下方工具栏中，但决定图像质量最直接、最关键因素是加速电压（EHT）、工作距离（WD）、放大倍数（Mag）和检测器种类，因此本台扫描电镜检测结果只选择显示这几个重要指标。

2、电镜参数解读2.1 加速电压一般，加速电压越高，图像分辨率越高，当样品导电性好且不易受电子束损伤时可选用高加速电压，这时电子束能量大，对样品穿透深，材料衬度减小，图像分辨率提高。

但加速电压过高，电子束对样品的穿透能力过大，样品表面信息缺失，样品看起来像玉一样，如图2D。

低加速电压时，入射电子能量较低，其与样品的作用深度较浅，更能反映样品最表层的信息，有利于样品表层形貌的观察（图2A，C）；此外，低加速电压可以有效地减少荷电现象，更易观察不导电样品。

如图2B，样品在10kV加速电压下边缘过亮，说明此处电荷大量积累，而图2A用1kV加速电压拍摄的同一部位就没有明显的荷电现象。

因此，根据自己的要求灵活地选择加速电压，才能得到理想的电镜图像。

当需要观测样品的表面信息、样品的导电性较差、样品的热稳定性较差时，需要选择较低的，甚至是超低的加速电压。

当需要得到分辨率高的图像、样品表面存在有机污染或是样品内部的相组成信息时，需要选择较高的加速电压。

图2 不同加速电压条件下的二次电子像。

A，C为1KV加速电压条件下图像，图像表面细节清晰。

B为10KV加速电压条件下图像，图像边缘效应较强。

D为15KV加速电压条件下的图像，图像表面细节看不出。

2.2 工作距离工作距离（WD）是物镜下极靴到样品表面的距离。

工作距离增大时，样品上的束斑变大，分辨率下降，但孔径角减小，景深增加。

扫描电镜分析简介

扫描电镜分析简介扫描电镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）是一种常用的材料分析技术，通过表面扫描电子束所产生的电子与样品表面相互作用，测量和分析电子束与样品之间的相互作用现象，得到图像和各种表征参数，从而实现对样品微观结构的观察和分析。

SEM的工作原理是将样品置于真空条件下，利用电子枪产生高能电子束，以扇形或螺旋形的方式扫描在样品表面，当电子束与样品相互作用时，部分电子进入样品表面产生的电子云，将原本在电子束路径上不可见的电子转化为可见的信号。

这种信号包括二次电子（Secondary Electrons, SE）和反射电子（Backscattered Electrons, BSE）两种，二次电子主要来自于样品表面物质的元素分布和拓扑结构，反射电子则主要来自于电子束与原子核的碰撞反射。

通过收集、放大和检测这些反射电子，就可以获取样品的电子图像。

SEM与传统的光学显微技术相比，具有以下优点：1.高分辨率：SEM的分辨率可达到亚纳米级别，能够观察到更小的细节和粒子。

2.能够观察非导电材料：相对于传统的透射电镜，SEM可以直接观察非导电材料，不需要特殊的样品制备。

3.大深度焦距：SEM具有较大的深度焦距，可以获得更清晰的三维像。

4.显示能力强：SEM可以生成高对比度的图像，并且具有较强的深度感。

5.多功能性：SEM除了观察样品表面形貌外，还可以进行成分分析、晶体结构分析、导电性测量等多种功能。

SEM主要应用于材料研究、生物医学、纳米科学等领域。

在材料研究中，SEM常用于观察材料的晶体形貌、断口形貌、金属表面的腐蚀和磨损等。

在纳米科学领域，SEM可以用于观察纳米材料的形貌和尺寸分布，同时还可以通过能谱分析技术，得到不同区域的元素组成。

在生物医学中，SEM可以观察细胞结构、病毒和细菌等微生物形态特征，对研究细胞生物学、病理学等具有重要意义。

为了更好地进行SEM分析，需要注意以下几个方面的问题：1.样品制备：样品要求具有一定的导电性，通常需要进行金属镀膜或者冷冻干燥等处理才能满足要求。

扫描电镜测试相关知识点总结

扫描电镜测试相关知识点总结扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束扫描物体表面并获取显微图像的仪器。

相比于传统光学显微镜，扫描电镜可以提供更高的分辨率和放大倍率，可以观察到更为详细的细节结构。

以下是与扫描电镜测试相关的一些知识点总结：1.SEM的工作原理：扫描电镜利用电子枪产生的高速电子束照射样品表面，样品与电子束发生相互作用后产生的不同信号被探测器接收并转化为电信号，进而生成二维或三维显微图像。

2.SEM的分辨率：扫描电镜的分辨率受到电子束的精细程度、样品的尺寸和形状、探测器的性能等因素的影响。

一般情况下，扫描电镜的分辨率可达到亚纳米级别。

3.SEM的样品制备：由于扫描电镜对样品的表面必须是导电性的，并且要求样品表面干净，因此在进行SEM观察前需要对样品进行适当的处理。

常见的制备方法包括金属喷镀、碳喷镀、薄层沉积、低温冷冻破碎等。

4.SEM观察模式：扫描电镜观察样品时可采用不同的观察模式，包括二次电子显微镜（SEI）模式和反射电子显微镜（BEI）模式。

SEI模式观察到的图像反映了样品表面的形貌特征，而BEI模式则主要反映了样品的晶体结构信息。

5.SEM的探测器：SEM内常配备有不同类型的探测器，常见的有二次电子探测器（SE）和反射电子探测器（BSE）。

SE探测器主要用于观察样品表面形貌特征，BSE探测器则用于获得样品的元素分布和晶体结构信息。

6.SEM的配套设备：SEM通常还配备有能量散射谱仪（EDS）和电子背散射衍射仪（EBSD）等附属设备。

EDS可用于分析样品中不同元素的含量和分布情况，而EBSD则可用于分析样品的晶体取向和晶界性质。

7.SEM在材料科学领域的应用：扫描电镜在材料科学领域广泛应用于材料的微观表征和分析。

通过SEM可以观察到材料的孔隙结构、晶格形貌、晶粒尺寸和形态、裂纹和缺陷等细节结构信息，为材料设计和性能优化提供重要参考。

第二章显微分析技术(扫描电镜)

3、应用领域：扫描电镜（表面形貌与结构）,
透射电镜（内部Leabharlann 构）。返回目录2-1 扫描电子显微镜
2.1.2 基本定义 ( Basic definition )
利用二次电子、反射电子等信息，对材料的表面形貌及结构状况进行观察的电子显微镜，称为扫描电镜。
（Scanning electron microscopy, S E M）
2-1 扫描电子显微镜
（1）电子光学系统电子枪、聚焦磁透镜、扫描系统等
（2）检测系统
栅网
光导管
视频放大
聚焦环
光电倍增管
二次电子流量最小为10-12 A左右，信号很弱。
2-1 扫描电子显微镜
（3）真空系统
避免镜筒内运动电子与气体分子碰撞。避免电子枪高压放电。试样在高真空环境下可以避免污染。真空度要求：1.33(10-2-10-3)Pa。
《材料分析测试技术》多媒体课程
第二章显微分析技术
浙江工业大学化学工程与材料学院
2-1 扫描电子显微镜
恐龙蛋壳 (扫描电镜)
碳纳米管 (扫描电镜)
钢杂质 (扫描电镜)
非典病毒 (透射电镜) 前进
2-1 扫描电子显微镜
2.1.1 电镜分类与特点（category and characteristics )
小结动态模拟磁透镜返回目录
2-1 扫描电子显微镜
2.1.3 扫描电子束 (Scanning electron beam)
电子源栅极阳极
磁透镜1
磁透镜2
试样
小结动态模拟磁透镜返回目录
2-1 扫描电子显微镜
磁透镜结构示意图 the sketch map of magnetic lens

扫描电镜实验报告(二)2024

扫描电镜实验报告（二）引言概述：扫描电镜是一种重要的仪器，通过其高分辨率和表面拓扑信息的获取能力，广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域。

本文将对扫描电镜实验进行详细说明，介绍实验步骤、仪器原理、实验结果以及相应的数据分析。

通过本次实验，我们旨在更深入地了解扫描电镜的工作原理和应用。

一、实验步骤：1. 准备样品：选取合适的样品，并进行制备，包括固定、去除水分等操作。

2. 样品外壳制备：涂覆导电材料在样品上，以提供导电路径。

3. 仪器准备：打开扫描电镜仪器，进行预热和真空泵抽真空操作。

4. 样品安装：将样品放入样品台中，调整位置并锁紧。

5. 参数设置：根据样品需求，设置扫描电镜的加速电压、缩放倍数等参数。

二、仪器原理：1. 发射电子源：介绍扫描电镜中使用的电子源，如热电子发射阴极、场致发射阴极等。

2. 电子与样品的相互作用：讲解电子与样品的相互作用机理，如散射、透射等。

3. 信号检测系统：介绍扫描电镜中用于检测信号的系统，如二次电子信号和反射电子信号的检测。

4. 图像生成与分析：说明电子图像的生成原理，以及对图像进行分析和处理的方法。

5. 分辨率和深度：详细解释扫描电镜的分辨率和深度概念，并阐述影响其性能的因素。

三、实验结果：1. 微观结构观察：对不同样品在扫描电镜下的观察结果进行描述和评估。

2. 成像质量分析：对获得的扫描电镜图像进行质量评估，包括分辨率、对比度等方面。

3. 表面形貌分析：通过扫描电镜观察样品表面形貌差异，并对不同样品的表面特征进行对比和分析。

4. 基元分析：利用能谱仪等辅助手段，对样品中的元素进行分析和定性识别。

5. 深度分析：通过透射电子显微镜等方法，对材料的内部结构和深度信息进行研究。

四、数据分析及讨论：1. 数据统计：对实验结果进行数据整理和统计，包括样本数量、实验数据的准确性等。

2. 结果解读：对实验结果进行解读和分析，发现其中的规律和特点，并与已有的理论知识进行对比。

扫描电镜分析原理

扫描电镜分析原理扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种通过扫描样品表面并检测由样品放射出的电子来获得样品表面形貌和成分的仪器。

SEM利用高能电子束与样品相互作用，通过分析电子束与样品之间的相互作用来获得样品的各种信息。

其工作原理如下：1.电子源：SEM中使用的电子源通常为热阴极发射电子源，通过升高阳极电压，使电子从热阴极发射出来。

发射的电子束通过一系列电子透镜系统聚焦并加速到一定的能量。

2.样品制备：在进行SEM观察前，需要对样品进行制备处理。

常见的样品制备方法包括金属喷镀、碳喷镀、冷冻切片、离子切割等。

制备后的样品需要放置在真空环境下进行观察。

3.电子束与样品的相互作用：电子束在与样品相互作用时，会发生多种相互作用，包括散射、透射、吸收等。

这些相互作用会导致电子束的改变，从而提供了关于样品形貌和成分的信息。

4.信号检测：SEM通过检测从样品表面散射出的电子来获取图像。

这些散射出的电子经过各种探测器的接收和放大后，转化为电子图像。

常见的探测器包括二次电子探测器和反向散射电子探测器。

- 二次电子探测器（Secondary Electron Detector，SED）: SED可以检测到样品表面发射出的二次电子。

二次电子的发射数量与样品表面的形貌相关，可以获得样品表面形貌的信息。

- 反向散射电子探测器（Backscattered Electron Detector，BED）: BED可以检测到电子束与样品中原子核的相互作用产生的反向散射电子。

反向散射电子的能量与样品中元素的原子序数相关，可以用以获得样品的成分信息。

5.图像形成：通过对来自探测器的信号进行处理和放大，得到由电子束在样品上扫描过程中记录下来的图像。

这些图像可以以灰度图的形式来展示样品表面的形貌和成分信息。

总结起来，SEM利用高能电子束与样品相互作用，通过探测从样品表面散射出的电子来获取样品表面形貌和成分的信息。

扫描电镜原理及应用

扫描电镜原理及应用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种利用电子束来观察样品表面的显微镜。

与传统的透射电子显微镜不同，SEM 主要通过扫描电子束对样品进行微观观察。

扫描电子显微镜的原理基于电子显微学的加速电子束原理。

电子枪通过加速电场和聚焦电场加速高速运动的电子，并将其聚焦在一点上，形成尖锐的电子束。

这个电子束通过扫描线圈，沿着将样品表面分成的多个点进行扫描。

当电子束与样品表面交互作用时，样品表面的原子会吸收电子能量。

这会导致样品中的电子从低能级跃迁到高能级，同时也会发生电子散射。

电子束和样品的交互会产生多种信号，包括二次电子（SE）、反射电子（BE）、种子激发的X射线（EDX）和散射电子（BSE）等。

扫描电子显微镜的应用非常广泛。

以下是一些主要的应用领域：1.材料科学：扫描电子显微镜可以揭示材料的微观结构、形貌和表面缺陷，对材料的表面形貌和表面化学成分进行表征和分析。

2.生物科学：SEM可以观察生物样品的表面结构，例如细胞的微观形态、细胞器的空间分布和微生物的表面特征。

3.纳米科学：采用SEM可以观察纳米颗粒的形态和大小分布，以及纳米材料的结构和形貌。

4.矿物学和地质学：SEM可以对矿物和岩石样品进行表面形态和组成分析，对地质样本的微量元素进行分析。

5.金属学和材料工程：SEM可以对金属材料的晶格结构、相分布、晶粒尺寸和晶界进行表征和分析。

6.考古学和文物保护：SEM可以观察古代文物和考古样品的微观结构和表面细节，帮助研究人员进行文物保护和修复。

7.环境科学和污染控制：SEM可以用于观察和分析大气、水和土壤中的微观颗粒物、微生物和污染物。

总之，扫描电子显微镜通过扫描电子束对样品表面进行观察，广泛应用于材料科学、生物科学、纳米科学等领域。

它可以提供高分辨率的图像和丰富的表征信息，对研究和应用具有重要的意义。

电镜的基本原理(2)扫描电镜

• 工作距离的选择：
从物镜对样品的距离称为工作距离(WD)，一般扫描电镜的工作距离是在5～40mm之间。在高分辨率工作时，希望提高分辨率，要求获得较小的束斑，就必须使用短焦距的强磁物镜。因为强磁透镜像差小，从而能获得较小的束斑。而强透镜的焦距小，就要求小的工作距离，如 WD=5mm。在低倍观察时，样品凹凸不平，要求图像有较大的焦深，则要使用大的工作距离，如WD=40mm。
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喷金的样品
扫描电子显微镜的工作内容
微区形貌观测
①二次电子像可得到物质表面形貌反差的信息，即微观形貌像。 ②背反射电子像可得到不同区域内平均原子序数差别的信息，即组成分布像。 ③X射线元素分布像可得到样品表面元素及其X射线强度变化的分布图像。
• 聚光镜电流的选择:
在扫描电镜中聚光镜的作用是缩小束斑直径。聚光镜电流增大，透镜变强，聚光作用也大，束斑直径变小，则图像分辨率提高，但是，束流变弱，结果信号变弱，信噪比降低，噪音影响大，图像质量下降。因此，在要求高分辨率工作时；使用大的聚光镜电流。在低倍工作时用小聚光镜电流，以减少噪音影响。
◆ ◆ 溶剂刻蚀是用某些溶剂选择溶解高聚物材料
中的一个相，而暴露出另一相的结构。
六、扫描电镜的观察条件
• 加速电压效应：
加速电压越低，扫描图像的信息越限于表面，图像就越能反映表面真实面貌。加速电压越低，荷电效应越小，使图像质量改善，灰度层次丰富而且电子束造成的损伤也减弱。但加速电压越低，样品表面对于污染变得更敏感。加速电压扰也较少，故合适于高倍工作。
衬度
表面形貌衬度原子序数衬度
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，加速电压大时会激发出更深层内的二次电子，从而面下薄层内的结构可能会反映出来，并更加在表面形貌信息上。

扫描电镜的使用演示 (2)

扫描电镜的使用演示一、实验目的1）了解扫描电镜基本结构和工作原理。

2）通过对表面形貌衬度和原子序数衬度的观察，了解扫描电镜图像衬底原理及其应用。

二、扫描电镜的基本结构和工作原理扫描电子显微镜利用细聚焦电子束在样品表面逐点扫描，与样品相互作用产行各种物理信号，这些信号经检测器接收、放大并转换成调制信号，最后在荧光屏上显示反映样品表面各种特征的图像。

扫描电镜具有景深大、图像立体感强、放大倍数范围大、连续可调、分辨率高、样品室空间大且样品制备简单等特点，是进行样品表面研究的有效分析工具。

扫描电镜所需的加速电压一般在1〜30kV，常用的加速电压〜20kV左右。

图像放大倍数在一定范围内（几十倍到几十万倍）可以实现连续调整，放大倍数等于荧光屏上显示的图像横向长度与电子束在样品上横向扫描的实际长度之比。

扫描电镜最常使用的是二次电子信号和背散射电子信号，前者用于显示表面形貌衬度，后者用于显示原子序数衬度。

扫描电镜的基本结构可分为电子光学系统、扫描系统、信号检测放大系统、图像显示和记录系统、真空系统和电源及控制系统六大部分。

三、扫描电镜图像衬度观察1．样品制备扫描电镜的优点之一是样品制备简单，对于新鲜的金属断口样品不需要做任何处理，可以直接进行观察。

但在有些情况下需对样品进行必要的处理。

1）样品表面附着有灰尘和油污，可用有机溶剂（乙醇或丙酮）在超声波清洗器中清洗。

2）样品表面锈蚀或严重氧化，采用化学清洗或电解的方法处理。

清洗时可能会失去一些表面形貌特征的细节，操作过程中应该注意。

3）对于不导电的样品，观察前需在表面喷镀一层导电金属或碳，镀膜厚度控制在5-10nm为宜。

2．表面形貌衬度观察二次电子信号来自于样品表面层5〜10nm,信号的强度对样品微区表面相对于入射束的取向非常敏感，随着样品表面相对于入射束的倾角增大，二次电子的产额增多。

因此，二次电子像适合于显示表面形貌衬度。

二次电子像的分辨率较高，一般约在3〜6nm。