材料现代分析技术-电子显微分析.pdf

电子显微分析 电子显微分析 电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用 产生的各种物理信号，分析试样物质的微区形貌、晶 体结构和化学组成。 电子显微分析是材料科学的重要分析方法之一，与其它的 形貌、结构和化学组成分析方法相比具有以下特点： 1) 具有在极高放大倍率下直接观察试样的形貌、晶体 结构和化学成分。 2) 为一种微区分析方法，具有很高的分辨率，成像分 辨率达到0.2～0.3nm （TEM ），可直接分辨原 子，能进行nm尺度的晶体结构及化学组成分析。 3) 各种仪器日益向多功能、综合性方向发展 电子显微分析 1924年L. De和Broglie发现运动电子具有波粒二象性。 1926年Busch发现在轴对称的电磁场中运动的电子有会聚现象 二者导致研制电子显微镜的伟大设想 1931年，第一台电镜在德国柏林诞生。至1934年电镜的分辨 率可达50nm，1939年德国西门子公司第一台电镜投放市场， 分辨率优于10nm。 1935年克诺尔（Knoll）提出扫描电镜的工作原理，1938年 阿登纳（Ardenne ）制造了第一台扫描电镜。 60年代后，电镜开始向高电压、高分辨率发展，100~200kV 的电镜逐渐普及，1960年，法国研制了第一台1MV的电镜， 1970年又研制出3MV的电镜。 70年代后，电镜的点分辨率达0.23nm ，晶格（线）分辨率达 0.1 nm。同时扫描电镜有了较大的发展，普及程度逐渐超过了 透射电镜。 电子显微分析 近一、二十年，出现了联合透射、扫描，并带有分析附件的分 析电镜。电镜控制的计算机化和制样设备的日趋完善，使电镜 成为一种既观察图象又测结构，既有显微图象又有各种谱线分 析的多功能综合性分析仪器。 80年代后，又研制出了扫描隧道电镜和原子力显微镜等新型 的电子显微镜。 我国自1958年试制成功第一台电镜以来，电镜的设计、制造 和应用曾有相当规模的发展。主要产地有北京和上海。但因某 些方面的原因，国产电镜逐渐被进口电镜取代。 在科学技术的各个领域，电镜已成为不可缺少的分析仪器，尤 其在材料领域，它以“科学之眼”发挥着任何其它分析技术不可替 代的作用，在攀登科学高峰的崎岖不平的道路上，正是电镜把人 类带进了以“纳米”为单位的奇妙的微观世界，它已经和正在为人 类建立丰功伟绩。 电子光学的一般知识 电子光学的一般知识 光的折射 折射定律： v1 θ N sinθ v λ N 1 1 1 2 N N 2 21 sinγ v2 λ2 N 1 γ v