扫描电镜培训2016.pdf

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扫描电镜培训2016

FEI场发射扫描电镜 及牛津X射线能谱仪培训 2016-12-5 范丽霞 刘静 1 主要内容: •1、电子束与固体的相互作用; •2、二次电子像衬度原理; •3、背散射电子像衬度原理; •4、扫描电镜的构造和工作原理; •5、X射线能谱仪的结构特点和工作原理; •6、扫描电镜的样品制备方法; •7、扫描电镜的操作。 2 1.入射电子与固体的相互作用 3 SEM 中的几种信号 二次电子 (Secondary electrons) 在入射电子束作用下,被轰击出来并离开样品表面的样品的核 外电子。 二次电子的能量较低,一般不超过50ev。大多数二次电子只带 有几个电子伏的能量。 二次电子一般都是在表层5-10nm深度范围内发射出来的,它对 样品表面十分敏感,因此,能非常有效地显示样品的表面形貌。 二次电子的产额与原子序数Z没有明显关系,不能进行成分分析。 4 SEM 中的几种信号 特征X射线(X-rays)  样品原子的内层电子被入射电子激发或电离时,原子就 会处于能量较高的激发状态,此时外层电子将向内层跃迁 以填补内层电子的空缺,从而使具有特征能量的X射线释 放出来,这类X射线的能量与原子壳层间的能量有关,是 原子的标识. X射线从样品的500nm-5μm深度激发出来。 6 2.二次电子像衬度原理 二次电子信号主要用于分析样品表面形貌 2 1 二次电子的产额η ∝ cosθ (θ为入射电子束与试样 表面法线的夹角) 我们用二次电子像 的亮暗衬度来分析样品 的表面形貌 7 钢样组织形貌分析 8 断口形貌分析 韧 性 断 口 脆 性 断 口 材料表面形貌 10 3.背散射电子衬度原理 背散射电子的信号即可以用来进行形貌分析,也可用于成分分析.  形貌衬度 用背散射信号进行形貌分析时,其分辨率远比二次电子低。 因为背散射电子时来自一个较大的作用体积。此外,背散射电子 能量较高,它们以直线轨迹逸出样品表面,对于背向检测器的样 品表面,因检测器无法收集到背散射电子而变成一片阴影,因此 在图像上会显示出较强的衬度,而掩盖了许多有用的细节。 。. 11 背散射电子衬度原理 成分衬度(原子序数衬度) 背散射电子产额随样品中元素原子序数的增大而增加,因 而样品上原子序数较高的

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