第五章5.1电镜结构试题.ppt

电子显微分析 基本内容 5.1 电镜的结构与成象 5.2 电镜中的电子衍射及分析 5.3 电镜显微图象解释 5.4 扫描电子显微术 5.5 能谱分析 5.1.1 光学显微镜的局限性 1）一个世纪以来，人们一直用光学显微镜来揭示金属材料的显微组织，借以弄清楚组织、成分、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（几十埃）无能为力。 2）最小分辨距离计算公式 其中 ——最小分辨距离 ——波长 ——透镜周围的折射率 ——透镜对物点张角的一半， 称为数值孔径. 3) 由于光的衍射，使得由物平面内的点O1 、 O2 在象平面形成一B1 、 B2圆斑（Airy斑）。若O1 、 O2靠的太近，过分重叠，图象就模糊不清。 4）对于光学显微镜， 的值均小于1，油浸透镜也只有1.5—1.6，而可见光的波长有限，因此，光学显微镜的分辨本领不能再次提高。 5）提高透镜的分辨本领：增大数值孔径是困难的和有限的，唯有寻找比可见光波长更短的光线才能解决这个问题。(发展电子显微镜的必要性) 5.1.3 电子透镜 1）电子可以凭借轴对称的非均匀电场、磁场的力，使其会聚或发散，从而达到成象的目的。 由静电场制成的透镜—— 静电透镜 由磁场制成的透镜 —— 磁透镜 2）磁透镜和静电透镜相比有如下的优点 目前，应用较多的是磁透镜。 α 2MX α R L2 L1 Qi 2X Q Df 透镜 象平面 图5-6 场深示意图 α 图5焦深的示意图。由图可以看出， 由于 ，即 所以 这里的M是总放大倍数。可见，焦深 是很大的。例如， 埃时， 米。当然，这一结果只有在 时才是正确的，即便如此，所得的 也是很大的。因此，当用倾斜观察屏观察象时，以及当照相底片不位于观察屏同一象平面时，所拍照的象依然是清晰的。 屏 透镜 α L1 L2 Di 2d最小 M 图5-7 焦深示意图 αi 5.1.6 电镜的主要结构 目前，风行于世界的大型电镜，分辨本领为2-3 埃，电压为100～500kV，放大倍数50-120万倍。由于材料研究强调综合分析，电镜逐渐增加了一些其它专门仪器附件，如扫描电镜、扫描透射电镜、X射线能谱仪、电子能损分析等有关附件，使其成为微观形貌观察、晶体结构分析和成分分析的综合性仪器，即分析电镜。它们能同时提供试样的有关附加信息。 我们这里先看一看一些电镜的外观图片，再就电镜共同的结构原理和日趋普及的分析电镜的有关部分做一介绍。 ??? 日本日立公司H－700 电子显微镜，配有双倾台 ，并带有7010扫描附件和 EDAX9100能谱。该仪器 不但适合于医学、化学、 微生物等方面的研究，由 于加速电压高，更适合于 金属材料、矿物及高分子 材料的观察与结构分析， 并能配合能谱进行微区成 份分析。 ● ? 分 辨 率：0.34nm● ? 加速电压：75KV－200KV● ? 放大倍数：25万倍● ? 能 谱 仪：EDAX－9100● ? 扫描附件：S7010 　 CM200-FEG场发射枪电镜 JEM-2010透射电镜 加速电压200KVLaB6灯丝点分辨率 1.94? 加速电压20KV、40KV、80KV、 160KV、200KV可连续设置加速电压热场发射枪晶格分辨率 1.4?点分辨率 2.4?最小电子束直径1nm能量分辨率约1ev倾转角度α=±20度?? ?????β=±25度 JEM-2010透射电镜 加速电压200KVLaB6灯丝点分辨率 1.94? EM420透射电子显微镜 加速电压20KV、40KV、60KV、 80KV、100KV、120KV晶格分辨率 2.04?点分辨率 3.4?最小电子束直径约2nm倾转角度α=±60度????? ??β=±30度 Philips CM12透射电镜 加速电压20KV、40KV、60KV、80KV 、100KV、120KVLaB6或W灯丝晶格分辨率 2.04?点分辨率 3.4?最小电子束直径约2nm；倾转角度α=±20度??????? β=±25度 CEISS902电镜 加速电压50KV、80KVW灯丝顶插式样品台能量分辨率1.5ev倾转角度α=±60度???????转动4000 安大 SEM S-4800 TEM JEM-2100高分辨 透射电子显微