第11章电子显微图像的解释.pptVIP

第 十 一章  电子显微图象的解释;前 言;11.1 电子显微镜的图像分析－质厚衬度;11.1.1 一个原子与电 子的相互作用 当一个电子射向原子时，由于受到核内电场的作用而发生散射，如图所示： 设： rn 为电子距核中心的距离,称瞄准半径. α 为散射角 经计算： ; 讨论： (1) Z越大，α越大。即原子序数越大的原子对电子 散射能力越大，大角度散射的电子就越多。 (2) rn越小，α越大。即当原子密度大时，瞄准半径 就越小，对电子散射能力越大，就是说原子密度 大的材料产生大角度散射的电就越多。 当在原子后面加一光栏时，那么所能通过电子最大散射角α就确定了。 ;电镜衬度像的形成示意;11.1.2 质厚衬度 ;11.1.3 复型样品衬度的改善 ;11.2 晶体材料的图像衬度 ; 电子显微图像取决于入射电子与样品的相互作用，相互作用的结果是使得透射电子束强度发生了变化，造成强度的不均匀分布，即所谓衬度。 概括地讲衬度有两种： (1) 振幅衬度 a. 质厚衬度：样品中散射能力的不同。 b. 衍射衬度：样品中各部分满足布拉格条件的程度不同，形成各部分衍射强度的差异。 (2) 相位衬度 具有周期结构的晶体相当于一个立体光栅，由于各部分次级波阵面的位相存在差异，因而在相平面上各点干涉结果也不同，由此便形成了一种强度的再分布，这种衬度便是相位衬度。;11.2.3 薄晶体样品的成像原理——衍射衬度 ; 设想一下，在我们视场范围内有两块晶体A、B,两块晶体A、B处于如下状态： (1) B晶粒某一晶面(HKL)处于布拉格衍射位置，而其它晶面远离布拉格位置，即对B晶粒来说有透射束IBT及衍射束IBD.。即：IBT= I0 -IBD (2) A晶粒中所有晶面均远离布拉格位置，此时对于A晶粒来说没有衍射束，即:IAT=I0 ，IAD=0 在透射电镜的后焦面上有一物镜光阑，通过移动光阑让不同的电子束通过就可得到不同的衍衬象。;(1)去掉光栏让透射束、衍射束都通过，此时在像平面上A、B两晶粒没有变化，故没有衬度。 ;(2) 如图加入光栏仅让透射束通过，那么通过光栏成像仅是A、B两晶粒的透射斑，对A、B两晶粒,参与成像 的电子束强???： B：IB=IBT ＝ I0-IBD A：IA=IAT= I0 这种只让透射束通过而挡住衍射束得到的图像叫做明场像，即明场成像方法(BF) ;(3)如果将光栏移动一下(或倾斜电子束，将衍射束移到中心），只让衍射斑通过而当住透射斑，此时 ： A：IA=0 B：IB=IBD 这种利用衍射束成像的方法就叫做暗场成像方法，所得到的像叫做暗场像(DF)。 ;纳米CeO2颗粒的明场像与暗场像的对应;碳钢中的珠光体形貌（明场像） ;微合金钢中析出的V(C,N)粒子（明场像） ; (b)(a) 屈氏体组织 (b) 低碳贝氏体组织 明场像;11.3 消光距离;对于透射波来说：随着电子波在晶体内深度方向上传播，透射波强度不断减弱，则相应的强度转移到衍射波方向，使衍射波的强度不断增大，，当电子波在晶体内传播到一定深度时，由于足够的原子或晶胞参与了散射，将使透射波的振幅Φ0下降为零，全部能量转移到衍射方向使衍射波振幅Φg上升为最大，它们的强度I0=Φ02和Ig=Φg2也相应地发生转移。 对于衍射波来说：由于入射被与(hkl)晶面交成严格的布拉格角θ。那么由入射被激发产生的衍射波也与该晶面交成同样的角度。于是在晶体内逐步增强的衍射被也必将作为新的入射波激发同一晶面的二次衍射，其方向恰好与透射被的传播方向相同。随着电子波在晶体内深度方向上的进一步传播，则第二阶段的能量转移过程将以相反的方式重复，衍射被的强度逐渐下降而透射波的强度相应增大。; 这种尽管满足衍射条件，但由于透射束、衍射束之间发生的动力学互相作用，使得电子波在晶体内传播时发生的衍射波、透射波的强度交替互补变化的现象称之为消光现象;11.3.2 消光距离;几种晶体100KV加速电压下的消光距离ζg (nm);11.4 衍衬像的运动学解释（简介）;11.4.2 运动学理论的基本假设;(2) 柱体近似 将成像区域看成是一个个成像单元组成，成像单元缩小到和一个晶胞相当的尺度。透射束和衍射束都只能在—个和晶胞尺寸相当的晶柱内通过，相邻晶柱内的衍射波不相干扰。 目的：只样每个晶柱底部的衍射强度就相当于晶体下表面每一个像点的衍射强度(衬度)。 这种把薄晶体下表面上每点的衬度和晶柱结构对应起来的处理方法