2023年扫描电镜实验报告.docx

HUNAN UNIVERSITY 姓名： 扫描电镜试验汇报 姓名： 高子琪 学号： 一.试验目的 理解扫描电镜的基本构造与原理； 掌握扫描电镜样品的准备与制备措施； 掌握扫描电镜的基本操作并上机操作拍摄二次电子像； 理解扫描电镜图片的分析与描述措施。 二．试验设备及样品 试验仪器：D5000-X衍射仪 基本构成：1）电子光学系统：电子枪、聚光镜、物镜光阑、样品室等 2）偏转系统：扫描信号发生器、扫描放大控制器、扫描偏转线圈 3）信号探测放大系统 4）图象显示和记录系统 5）真空系统 样品：块状铝合金 三.试验原理 1.扫描电镜成像原理 从电子枪阴极发出的电子束，经聚光镜及物镜会聚成极细的电子束（0.00025微米-25微米），在扫描线圈的作用下，电子束在样品表面作扫描，激发出二次电子和背散射电子等信号，被二次电子检测器或背散射电子检测器接受处理后在显象管上形成衬度图象。二次电子像和背反射电子反应样品表面微观形貌特性。而运用特性X射线则可以分析样品微区化学成分。 扫描电镜成像原理与闭路电视非常相似，显像管上图像的形成是靠信息的传送完毕的。电子束在样品表面逐点逐行扫描，依次记录每个点的二次电子、背散射电子或X射线等信号强度，经放大后调制显像管上对应位置的光点亮度，扫描发生器所产生的同一信号又被用于驱动显像管电子束实现同步扫描，样品表面与显像管上图像保持逐点逐行一一对应的几何关系。因此，扫描电子图像所包括的信息能很好地反应样品的表面形貌。 2.X射线能谱分析原理 X射线能谱定性分析的理论基础是Moseley定律，即各元素的特性X射线频率ν的平方根与原子序数Z成线性关系。同种元素，不管其所处的物理状态或化学状态怎样，所发射的特性X射线均应具有相似的能量。 X射线能谱定性分析是以测量特性X射线的强度作为分析基础，可分为有标样定两分析和无标样定量分析两种。在有标样定量分析中样品内各元素的实测X射线强度，与成分已知的标样的同名谱线强度相比较，通过背景校正和基体校正，便能算出它们的绝对含量。在无标量定量分析中样品内各元素同名或不一样名X射线的实测强度互相比较，通过背景校正和基体校正，便能算出它们的相对含量。假如样品中各个元素均在仪器的检测范围之内，不含羟基、结晶水等检测不到的元素，则它们的相对含量经归一化后，就能得出绝对含量。 四．试验过程 制备样品 扫描电镜分析的样品重要有粉末样品、固体样品、生物样品等。样品形态不一样，则样品制备措施也不一样，非导体样品需要喷镀金或铂导电层。本试验采用的是块状样品（铝合金）： 先将块状样品表面研磨抛光，大小不超过20×18平方毫米，将样品用导电胶固定于样品台上。 样品测试 1）根据试验规定将样品在样品托上装好； 2）打开扫描电子显微镜样品室，将样品托安装在样品座上； 3）关好样品室，并对样品室抽真空； 4）真空抽好后来，通过软件界面给灯丝加高压，进行样品观测； 5）观测结束后来，关闭灯丝电压，然后对样品室放气； 6）取出样品，仪器答复到初始状态，关闭电脑，仪器电压。 五．数据分析 1.基于对试样表面的析出相的构成分析 Element Wt% At% CK 14.52 37.94 NaK 00.98 01.34 MgK 00.88 01.13 AlK 25.98 30.21 WM 07.70 01.31 FeK 49.94 28.06 Matrix Correction ZAF Element Wt% At% CK 27.83 47.47 ZnL 02.71 00.85 AlK 33.71 25.60 SiK 35.76 26.09 Matrix Correction ZAF 上述两组图片中均是对试样表面的析出相进行的分析，从分析的数据可以看出，析出相元素Al为主导，其中Si Fe元素在原子数的摩尔百分数和质量百分数最多，Al的衍射峰强度最大，而Zn C Mg W Na元素均拥有一种衍射峰。因此析出相中重要成分是Si Fe 2.基于对材料基质的构成成分的分析 Element Wt% At% ZnL 05.56 02.37 MgK 02.32 02.66 AlK 92.12 94.97 Matrix Correction ZAF （上述是对基质的成分分析，从EDS 能谱图和构成元素含量分析表中可以看出，在基质中，Al元素占据着绝对的含量92.12 Wt%，另一方面就是Zn元素，可以看出本次试验的样品是一种富含铝的合金。 上述基质之中具有Zn、Mg、Al 析出相