《电子探针分析原理》课件.pptVIP

**********************电子探针分析原理电子探针分析是一种微观分析技术，可以对材料进行元素和化学成分分析。它利用高能电子束轰击材料，产生特征X射线，通过分析X射线波长和强度，即可确定材料的元素组成和含量。课程导言11.电子探针分析简介电子探针分析是一种重要的微区分析技术，用于研究材料的元素组成、微观结构和化学状态。22.应用领域广泛广泛应用于材料科学、冶金、地质学、生物学等领域，为材料研究和工业生产提供了重要的技术支持。33.学习目标本课程将介绍电子探针分析的基本原理、仪器组成、操作方法以及在不同领域中的应用，帮助学生掌握该技术的理论知识和实践技能。电子探针分析简介微观世界探测电子探针分析是一种重要的微观分析技术，可以对材料的微观结构和成分进行精确分析。聚焦电子束该技术利用聚焦的电子束轰击样品，通过分析产生的各种信号，可以获得样品表面元素的种类和含量信息。材料表征电子探针分析广泛应用于材料科学、冶金、地质、生物等领域，为材料的研发、生产和应用提供重要的分析数据。电子探针的工作原理1电子束轰击电子枪发射高能电子束。2试样相互作用电子束与试样相互作用。3信号产生产生各种信号，如二次电子、背散射电子和特征X射线。4信号检测信号被探测器接收并放大。电子探针分析仪利用电子束轰击样品表面，激发样品产生各种信号，通过对这些信号的分析，可以获得样品表面的元素组成、元素分布、微观结构和化学状态等信息。电子探针的组成部分电子枪电子枪是电子探针的核心部件，负责产生高能电子束。它通过加热灯丝发射电子，并利用电场加速电子束。电磁透镜系统电磁透镜系统用于聚焦电子束，使其聚焦在样品表面上。它由一系列电磁透镜组成，可以控制电子束的直径和形状。样品台样品台用于放置待测样品，并可以精确地移动样品，以便电子束可以扫描整个样品表面。信号探测器信号探测器用于收集电子束与样品相互作用产生的各种信号，包括二次电子、背散射电子和特征X射线。电子枪原理热阴极发射电子枪的核心是热阴极，通常采用钨丝或六硼化镧材料。通过加热阴极，电子获得足够的动能，克服表面势垒而逸出，形成电子束。加速电场加速电场加速电子，提高其动能，使电子束具有更高的能量。加速电场由高压电源提供，电压通常在几千伏到几万伏之间。聚焦系统聚焦系统将电子束聚焦成细小的束流，以便对样品进行微区分析。常用的聚焦系统包括静电透镜和磁透镜，其原理是利用电场或磁场对电子束进行偏转和聚焦。电子枪类型热阴极电子枪热阴极电子枪是最常见的类型，使用钨丝或六硼化镧作为阴极材料。加热阴极到高温，电子从表面发射出来，形成电子束。场发射电子枪场发射电子枪使用尖锐的金属针状阴极，通过强电场来提取电子。它可以产生更高亮度的电子束，并且能量分散更小。电子束扫描电子探针分析中，电子束在样品表面进行扫描，用于实现微区分析。1扫描线圈控制电子束在样品表面扫描。2扫描信号控制扫描线圈。3同步信号控制显示器。4显示器显示扫描图像。扫描线圈根据扫描信号产生磁场，使电子束在样品表面扫描，形成一个光栅。同步信号控制显示器的扫描速度，确保扫描图像与电子束扫描同步。探针与试样相互作用1电子束轰击电子束轰击样品表面，与原子相互作用，产生各种信号。2信号产生产生二次电子、背散射电子、特征X射线等信号。3信号收集探测器收集这些信号，用于分析样品成分和形貌。二次电子的发射二次电子是入射电子束与试样相互作用产生的低能电子，它们从试样表面发射出来。二次电子的发射能量较低，通常在0到50伏特之间。二次电子信号主要反映试样的表面形貌信息。由于二次电子发射的能量较低，它们只能从试样表面逃逸出来，因此二次电子图像可以显示出试样表面非常细微的结构，如凹凸、裂纹、颗粒等。1表面敏感2形貌信息3结构细微4图像清晰背散射电子的发射背散射电子是指入射电子束与样品原子核碰撞后，改变运动方向，并以接近入射电子能量的能量从样品表面反弹出来的电子。背散射电子信号强度与样品的原子序数成正比。原子序数越高背散射电子信号越强原子序数越低背散射电子信号越弱背散射电子成像可以用来观察样品的形貌、成分和晶体结构。特征X射线的产生当电子束轰击样品时，入射电子与样品原子发生碰撞，使原子内层电子发生能级跃迁，产生特征X射线。特征X射线具有特定能量和波长，与样品中元素种类相关，可用于元素定性和定量分析。能谱分析仪能谱仪器用于测量特征X射线的能量。数据处理能谱仪处理数据，显示元素含量。显示屏显示能谱图，分析元素信息。能谱分析基本原理