6.第六章_扫描电子显微镜解释.ppt

Mg-1.0Ca固溶时效后沿晶断裂断口 Mg-0.5Ca固溶时效后沿晶+解理断口 （1）背散射电子形貌衬度特点 背散射电子能量较高，多数与入射电子能量相近。在老式扫描电镜中通常共用一个检测器检测二次电子和背散射电子，通过改变检测器加电情况，可实现背散射电子选择检测，由于背散射电子基本上不受收集栅电压影响而直线进入探测器，所以有明显的阴影效应，呈像时显示很强的衬度，但会失去图像的许多细节。如图。 第五节 原子序数衬度原理及其应用 一、背散射电子衬度原理及其应用 用背散射电子信号进行形貌分析时，其分辨率远比二次电子低，主要是因为背散射电子是在一个较大的作用体积内被入射电子激发出来，成像单元大。 新式扫描电镜有专门的背散射电子检测器，如图： （2）背散射电子原子序数衬度原理 背散射电子产额随原子序数增大而增多。在进行图像分析时，样品中重元素区域背散射电子数量较多，呈亮区，而轻元素区域则为暗区。 三、背散射电子检测器工作原理 背散射电子检测器的工作原理如图。A和B表示一对半导体硅检测器，将二者收集到的信号进行处理： 二者相加，得到成份像； 二者相减，得到形貌像。 背散射电子像实例 二次电子像 背散射电子像 Mg-1.5%Ca铸态试样 背散射电子像实例 Mg-1.0%Ca-1.0%Si铸态合金背散射电子像 二、 其它信号图像 吸收电子的产额与背散射电子相反，样品的原子序数越小，背散射电子越少，吸收电子越多；反之样品的原子序数越大，背散射电子越多，吸收电子越少。因此，吸收电子像的衬度是与背散射电子和二次电子像的衬度互补的。如图12-24为球墨铸铁的背散射电子和吸收电子像。 电子感应电动势像是半导体器件所特有的，常用来显示半导体、绝缘体的表面形貌、晶体缺陷、微等离子体和P－N结。 （a） （b） 铁素体基体球墨铸铁拉伸断口的背散射电子像和吸收电子像 （a）背散射电子像，黑色团为石墨像； （b）吸收电子像，白色团为石墨像。 第六节 电子通道花样 　　电子通道花样可以用动力学理论来解释。电子波在晶体内是以两支布洛赫波B1、B2的形式平行于衍射晶面的方向传播，两支波中有一支波的最大振幅值位于原子面上，另一支波的最大振幅位于原子面之间（如下图所示）。这两支波的振幅与电子束的入射角有关，当入射角等于布拉格衍射角时，两支波的振幅相等，当入射角大于布拉格角时，位于原子面之间的波被激发，此时电子波穿过晶面之间的份额多，因此散射少，因此样品上方的背散射电子检测器收集到的信号就会少，因而图像显示暗衬度；当入射角小于布拉格角时，通过原子面的波将被激发，因此散射多，从而使图像显示亮的衬度。 钒单晶的电子通道花样 通道花样的测量和标定 上图中，γ角为电子束扫描的幅角，L为工作距离（光栅扫描时就是物镜到样品之间的距离；M为放大倍数，W为通道花样亮带的宽度，折算到样品表面时，扫描的实际宽度为：W/M，Ac是荧光屏的宽度，它是一个常数。由上图的几何关系，得到： 由此可以推出：W/M=2LθB; 上式中，W可以在荧光屏上量出，M和L是已知的，因此可以求出布拉格角，再由布拉格方程即可算出与亮带对应的晶面间距。因此由通道花样可以标定出与晶体位向对应的晶带轴。 第七节 电子背散射衍射 (EBSD) 电子背散射衍射(Electron Back-Scattered Diffraction, EBSD)是在扫描电子显微镜中，利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后，在样品的背面得到的菊池衍射结果，其形成原理与TEM中的菊池衍射没有本质的区别；其花样被称之为电子背散射花样(Electron Back-Scattered Patterns, EBSP）；或者电子背散射衍射（Electron Back-Scattered Diffraction, EBSD) ； 利用电子背散射衍射结果，将取向不同的部分显示出不同的衬度得到显微组织被称之为取向成像显微技术(Orientation Imaging Microscopy, OIM)。 　　电子背散射衍射仪一般安装在扫描电镜中，在电子背散射衍射成像时，一般将样品倾转到70o，这是因为样品倾转角越大，背散射电子就会越多，形成的EBSD花样就会越强，但过大的倾转角也会导致电子束在样品表面定位不准，从而降低空间分辨率等负面效果。另外较大角度的倾转也有利于背散射电子衍射探测器（CCD相机）的安装。 　　随着CCD相机、计算机和软件的快速发展，从20世纪90年代开始，背散射电子衍射已经实现了从花样的接收、采集到标定的完全自动化。目前的EBSD的空间分辨率可以做到几十个纳米，角分辨率约为0.5o（以上数据仅供参考）。每秒可以获得多于100帧的菊池花样及标定结果。 以上数据仅供参考！ 背散射电子衍射的应用： 物相鉴定； 晶粒取向及位向关系的测定； 织构的分