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各种材料学分析测试技术总结

原理

OM

光学显微镜

opticalmicroscope

显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。

大于0.2nm

看不清亚结构

EDS

能谱仪

(EnergyDispersiveSpectrometer)

（分为点、线、面扫map）

各种元素具有自己的\t/_blankX射线特征波长，特征波长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量△E，能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。

探头：一般为Si(Li)锂硅半导体探头

探测面积：几平方毫米

分辨率（MnKa）：～133eV

\t/item/%E6%89%AB%E6%8F%8F%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C/_blankSEM

可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像

利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的观察。

其工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与样品的表面结构有关，次级电子由探测体收集，并在那里被闪烁器转变为光信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。图像为立体形象，反映了标本的表面结构。

分辨率：3-4nm

放大倍数：20万倍

特征X射线、背散射电子的产生过程均与样品原子性质有关，可用于\t/item/%E6%89%AB%E6%8F%8F%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C/_blank成分分析。

由于电子束只能穿透很浅表面，只能用于\t/item/%E6%89%AB%E6%8F%8F%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C/_blank表面分析。

有很大的景深，视野大，成像立体，可直接观察表面的细微结构；

试样制备简单。

目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析

TEM

透射电镜(transmissionelectronmicroscope

把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。

由于电子波长非常短，透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多，可以达到0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍。

与光学显微镜的成像原理基本一样，所不同的是前者用电子束作光源，用电磁场作透镜。

透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像，?投射到荧光屏上或照相底片上进行观察

SEM是电子束激发出表面次级电子,而TEM是穿透试样,而电子束穿透能力很弱,所以TEM样品要求很薄,

0.2nm

近百万倍

亚显微结构、超微结构

使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构，甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构，比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。

sem

tem

区别

SEM的样品中被激发出来的二次电子和背散射电子被收集而成像.TEM可以表征样品的质厚衬度，也可以表征样品的内部晶格结构。TEM的分辨率比SEM要高一些。

SEM样品要求不算严苛，而TEM样品观察的部分必须减薄到100nm厚度以下，一般做成直径3mm的片，然后去做离子减薄，或双喷。

TEM可以标定晶格常数，从而确定物相结构；SEM主要可以标定某一处的元素含量，但无法准确测定结构。

SEM是扫描电镜，所加电压比较低，只是扫描用的，相当于高倍的显微镜TEM是透射电镜，所加电压高，可以打透样品，

HRTEM

高分辨透射电镜

Highresolutiontransmissionelectronmicroscope

高分辨电镜物镜极靴间距比较小，所以双倾台的转角相对于分析型的电镜要小一些。

HRTEM是透射电镜的一种，将晶面间距通过明暗条纹形象的表示出来。通过测定明暗条纹的间距，然后与晶体的标准晶面间距d对比，确定属于哪个晶面。这样很方便的标定出晶面取向，或者材料的生长方向。

用HRTEM研究纳米颗粒可以通过结合高分辨像和能谱分析结果来得到颗粒的结构和成分信息。

类TEM

EPMA

（波谱）（背散射电子成像BSE）

电子探针显微分析仪

electronprobemicro-