材料組織結(jié)構(gòu)的表征——課堂練習(xí)整理

1、課堂練習(xí)11）根據(jù)TEM理論分辨本領(lǐng)極限公式，為獲得更高分辨本領(lǐng)，儀器應(yīng)朝什么方向發(fā)展？2）TEM的分辨率為0.2nm，有效放大倍率是多少？3）為什么TEM熒光屏清晰的圖像在距離熒光屏20cm處的照相底片或更遠(yuǎn)的CCD上仍然是清晰的？也就是說(shuō)TEM的焦深是多少？（焦深 表示成像平面的清晰深度）解答1一、根據(jù)理論分辨本領(lǐng)極限公式：提高分辨率的兩個(gè)途徑：1）提高加速電壓，獲得更短的電子波長(zhǎng)，這就是超高壓TEM。下圖是由JEOL建造的第一臺(tái)1250Kv超高壓電鏡。分辨率為0.1nm，價(jià)格昂貴！1.2 413sACAd/min解答12）減小球差系數(shù)?，F(xiàn)在的球差校準(zhǔn)器可使球差系數(shù)從正值到零再到負(fù)值連續(xù)變

2、化.在德國(guó)Juelich研究中心的200kV Philips CM 200FEGST TEM裝入球差校準(zhǔn)器后，分辨率從0.24nm提高到0.13nm。圖6.65 物鏡球差校正系統(tǒng)示意圖。f0為物鏡的焦長(zhǎng)，f為傳遞透鏡焦長(zhǎng)，N0，N1，N2為交結(jié)面，也是傳遞雙合透鏡系統(tǒng)的外無(wú)彗散平面 解答2二、TEM的有效放大倍率（Meff）： Meff=d（明視距離的分辨線間距）/d(儀器分辨率） =0.2mm/0.2nm=1000000(一百萬(wàn)倍?。?儀器通常不在一百萬(wàn)倍下觀察，因?yàn)樘叩谋堵剩瑘D像亮度低（因?yàn)榱炼扰c圖像放大倍率成反比），故在幾十萬(wàn)倍下利用觀察室旁邊的10倍放大鏡進(jìn)行觀察，如果最小細(xì)節(jié)能觀察

3、到，照相底片經(jīng)過(guò)放大也能觀察到?，F(xiàn)在用CCD可直接在大于100萬(wàn)倍下觀察。 d=0.1mm, 則 Meff=500000（倍）解答3我們經(jīng)常使用小孔經(jīng)光闌，不僅可以有效減小球差，而且可以獲得大的焦深( depth of focus)和場(chǎng)深( depth of field)。場(chǎng)深（ ）表示物體(樣品)空間內(nèi)物體清晰的深度，而焦深 ( )表示成像平面的清晰深度, 如圖所示。obobobdD2/2/tanobobobobDd2/2/tanimimimimDd解答3橫向放大倍率（簡(jiǎn)稱(chēng)放大倍率）就是而角放大倍率是由于兩個(gè)放大倍率成反比：由此得到焦深的表達(dá)式：從上式可知， 如果需保持0.2 nm (或 2

4、nm) 的細(xì)節(jié)可見(jiàn), 則需 500,000(或 50,000)的放大倍率, 因而焦深是5 km (或5m)! 這就解釋了為什么我們能用CCD或底片照相機(jī)在遠(yuǎn)離觀察熒屏之處拍攝到聚焦的清晰圖像。（dob=0.2nm，ob=0.01弧度） 課堂練習(xí)21）在Ewald球中畫(huà)出 時(shí)入射電子束與衍射晶面的相對(duì)位置。2) 從結(jié)構(gòu)因子計(jì)算可知，面心立方晶體（001）晶面不能產(chǎn)生衍射，而（002）晶面能產(chǎn)生衍射，請(qǐng)從Bragg公式的推導(dǎo)來(lái)論證上述的結(jié)論。S0, 0; S0,0解答1）解答2）課堂練習(xí)31）利用位錯(cuò)衍襯像在不同條件下位于實(shí)際位錯(cuò)位置的不同的一側(cè)，請(qǐng)鑒別位錯(cuò)偶和超點(diǎn)陣位錯(cuò)對(duì)。（提示：位錯(cuò)偶是在兩個(gè)平行滑移面上伯氏矢量符號(hào)相反的兩個(gè)位錯(cuò)；位錯(cuò)對(duì)是在同一滑移面上伯氏矢量符號(hào)相同的兩個(gè)位錯(cuò)）2）推導(dǎo)書(shū)中（18-16）公式（p259）解答1成對(duì)超點(diǎn)陣位錯(cuò)像間距不隨S符號(hào)改變解答2課堂練習(xí)41）在三種不同織構(gòu)取向下EBSD測(cè)得220極圖如下 ：請(qǐng)確定三種織構(gòu)取向。 課堂練