材料微观结构第一章 概论.ppt

热发射和场发射的电子枪 热发射的电子枪其主要缺点是枪体的发射表面比较大并且发射电流难以控制。近来越来越被广泛使用的场发射型电子枪则没有这一问题。如图所示，场发射枪的电子发射是通过外加电场将电子从枪尖拉出来实现的。由于越尖锐处枪体的电子脱出能力越大，因此只有枪尖部位才能发射电子。这样就在很大程度上缩小了发射表面。通过调节外加电压可控制发射电流和发射表面。 透射电镜电子图象形成原理 散射的定义 　　当从电子枪发射的一束电子沿一定入射方向进入物质内部后，由于与物质的相互作用，使电子的运动方向发生改变，这一过程称为物质对电子的散射。 弹性散射：运动方向改变，能量不变。 －电子衍射的基础。 非弹性散射：运动方向改变，能量损失。 ① 单个原子对入射电子的散射：弹性散射、非弹性散射 第一章 绪论 α + Rn α - Re (a) (b) 带负电荷的电子进入物质时受到带正电荷的原子核吸引而发生向内偏转，受核外电子的库伦排斥力作用发生向外偏转，称为卢瑟福散射。 非弹性散射与弹性散射的比值由原子序数Z决定，即电子在物质中的非弹性散射部分仅为弹性部分的1/Z，这是因为原子核内电荷集中，具有较大的散射能力。原子序数愈大的原子，非弹性散射的比例愈小，弹性散射的比例愈大。 第一章 绪论 卢瑟福散射 ② 散射衬度象： 样品特征通过对电子散射能力的不同形成的明暗差别象。 不同样品的散射衬度象的形成原理要抓住是什么因素导致的来分析。 第一章 绪论 1.5 透射电镜工作原理 散射（碰撞） 弹性散射比例x 非弹性散射比例y Z为原子序数 第一章 绪论 第一章 绪论 1.6 电子显微镜图像的衬度 像衬度是图像上不同区域间明暗程度的差别。 透射电镜的像衬度来源于样品对入射电子束的散射。可分为： 质厚衬度 ：非晶样品衬度的主要来源 振幅衬度 衍射衬度 ：晶体样品衬度的主要来源 相位衬度 第一章 绪论 1.6.1 质厚衬度 概念：由于试样各处组成物质的原子种类（质）不同和厚度（厚）不同造成的衬度。 α—散射角；ρ —物质密度；e —电子电荷；A —原子量；NA —阿弗加德罗常数；Z —元素原子序数；V —电子枪加速电压；t —试样厚度。 我们用 散射几率，来描述电子通过一定直径的物镜光栏被散射到光栏外的强弱。 质厚衬度成像光路图 1.6.1 质厚衬度 “质量厚度”的概念： 试样下表面单位面积以上柱体中的质量，单位为g/cm2。 质量厚度大，衬度暗 质量厚度小，衬度亮 质：原子序数Z越大，散射能力越强，光栏外的电子越多，接收到的电子越少，衬度暗； 厚：试样越厚，吸收的电子越多，接收到的电子越少，衬度暗。 第一章 绪论 质厚衬度本质上是一种散射吸收衬度，即衬度是由散射物不同部位对入射电子的散射吸收程度有差异而引起。它与散射物不同部位的密度和厚度的差异有关。 复型试样的非晶态物质膜和合金中第二相的一部分衬度，即属于这一类衬度。 1.6.1 质厚衬度 * * 材料的微观结构 主讲教师：赵艳玲 中国海洋大学 材料科学与工程研究院 2007年3月 第一章 绪论 课程名称 第一章 绪论 教材简介 《电子衍衬分析原理与图谱》 作者：黄孝瑛 侯耀永 李理 山东科技出版社 2000年5月第一版 定价：46元 参考书目 《材料电子显微分析》魏全金，冶金工业出版社 《晶体学中的对称群》郭可信、王仁卉。 《电子衍射分析方法》黄孝瑛 等, 科学出版社, 1976。 《电子显微图像分析原理与应用》黄孝瑛 等, 宇航出 版社，1987。 《薄晶体电子显微学》赫什 等著, 刘安生 等译, 吴自勤 等校, 科学出版社, 1992。 《电子衍射图在晶体学中的应用》郭可信、叶恒强、吴玉琨，科学出版社，1983年1月。 《透射电子显微学》孟庆昌，哈工大出版社 第一章 绪论 第一章 绪论 硕士研究生学位必修课，72学时，3学分。每周三（3，4节10：10-12：00）、周五（3，4节10：10-12：00）授课，每次两节课。 按时出席每次课，占成绩的10％。 整理笔记，完成作业，占成绩的20％。 期末统一考试，考试结果占成绩的70％。 课程要求 第一章 绪论 教学目标 了解和掌握衍衬成像的基础理论； 能够基本解释各种电镜图片反映出的材料结构的信息。 第一章 绪论 课程内容 第一章?绪论 第二章?电子衍衬成像理论 第三章 衍衬成像实验分析技术总论 第四章 晶体中的位错与层错 第五章 位错和层错的电子衍衬分析 第六章 界面的电子显微学研究 第七章 材料中的第二相及其电子显微分析方法 第八章 衍衬图谱(99张照片）