第二篇材料电子显微分析精要.ppt

用光学显微镜观测时呈黑色团状组织，只有在电子显微镜（5000~15000×）下才能看出片层状. * * * * * I(通过线圈的电流强度) N(每厘米长度上的圈数) * * * * * * * * * * * * * * * * rad 弧度，1角度=弧度*180/л * * * 利用电子显微镜观察和分析材料的组织结构，称为电子显微分析技术 电子显微镜是以电子束为光源的显微分析仪器，主要包括：透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子探针 电子显微镜的分辨率很高，目前透射电子显微镜的分辨率已优于0.1nm，达到了原子尺度 电子显微镜的分析功能很多，目前一台电子显微镜可兼有微观组织形貌、晶体结构、微区成分等多种分析功能 第一台电子显微镜于20世纪30年代问世，经历了几个阶段的发展，使电子显微分析技术已成为材料科学等研究领域中最重要的分析手段之一 第二篇 材料电子显微分析 第六章 电子光学基础 第一节 电子波与电磁透镜 光学显微镜的分辨率极限 一个世纪以来，人们一直用光学显微镜来揭示材料的显微组织，借以弄清楚结构与性能的内在联系。但光学显微镜的分辨本领有限，对诸如合金中的G.P. 区 （G. P. 区是合金的固溶体在沉淀过程中,生成的溶质原子偏聚区,只有几纳米）无能为力。 可见光的最短波长是390nm，也就是说光学显微镜的最高分辨率是≈200nm。一般人眼的分辨本领是大约0.2mm，光学显微镜的最大分辨率大约是0.2μm。把0.2μm放大到0.2mm,放大倍数是1000倍。这个放大倍数称之为有效放大倍数。光学显微镜的分辨率在0.2μm时，其有效放大倍数是1000倍。 提高透镜的分辨本领：唯有寻找比可见光波长更短的，又能聚焦成相的照明光源才能解决这个问题。 分辨率：指物体上所分辨的两个物点的最小间距。 电子波的波长特性 比可见光波长更短的电磁波有： 1）紫外线 —— 2）X 射线 —— 3）电子波 电子具有微粒性，也具有波动性。电子波的波长 h —— Plank 常数 ， m —— ν —— 电子速度 电子速度与加速电压U之间存在下面关系 会被物体强烈的吸收； 无法使其会聚 ； 6.63×10-34J﹒S 9.1×10-34g 若被150伏的电压加速的电子束，依据 ＝ 0.1nm, 若加速电压很高，就应进行相对论修正(m 需经相对论校正)。 U / kV ? / nm U / kV ? / nm U / kV ? / nm 20 0.00859 80 0.00418 200 0.00251 40 0.00601 100 0.00371 500 0.00142 60 0.00487 120 0.00334 1000 0.00087 表8-1 不同加速电压下电子波的波长(经相对论校正) 电磁透镜 电子显微镜中利用磁场使电子波聚焦成像的装置称电磁透镜 a) b) c) 如图8-1 示，通电的短线圈 是最简单的电磁透镜，形成一 种轴对称不均匀的磁场。 速度v 的电子平行进入透镜， 在 A点受Br的作用，产生切向 力Ft 而获得切向速度Vt ；在Bz 分量作用下，形成使电子向主 轴靠近的径向力Fr，而使电子 作螺旋近轴运动 比较图8-1d、e可见，电磁透镜对平行主轴的电子束的聚焦 与玻璃透镜相似，其物距L1、像距L2、焦距 f 的关系为 （8-6） 放大倍数M由（8-7）计算 （8-7） 焦距 f 可由下式近似计算