材料分析測(cè)試技術(shù)

材料分析測(cè)試技術(shù)課件第1頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§8.1透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理真空系統(tǒng)透射電鏡的構(gòu)成電子光學(xué)系統(tǒng)電源與控制系統(tǒng)照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)觀察記錄系統(tǒng)第2頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月透射電子顯微鏡(JEM-2010F)主體的斷面圖(1)電子槍(電子源)(2)高壓發(fā)生器和加速管照明電子透鏡系統(tǒng)和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)試樣臺(tái)和試樣架(5)放大和成像電子透鏡系統(tǒng)(6)觀察室和照相室第4頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陽(yáng)極槍傾斜槍平移一級(jí)聚光鏡二級(jí)聚光鏡聚光鏡光欄光傾斜光平移試樣架物鏡物鏡光欄選區(qū)光欄中間鏡投影鏡熒光屏第5頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、照明系統(tǒng)

1、電子槍－－發(fā)夾式鎢絲陰極、柵極帽和陽(yáng)極自偏壓回路可以起到穩(wěn)流和限流的作用。電子槍交叉點(diǎn)處的電子束直徑50μm第6頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱電子發(fā)射型電子搶熱電子發(fā)射型電子槍的外觀(a)和結(jié)構(gòu)(b)發(fā)夾式鎢燈絲電子束流和冷束電子槍束流的示意圖和燈絲像的模樣第7頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、聚光鏡一般都采用雙聚光鏡系統(tǒng)：第一聚光鏡是強(qiáng)激磁透鏡，束斑縮小率為10～50倍左右，將電子槍第一交叉點(diǎn)束斑縮小為1～5μm；第二聚光鏡是弱激磁透鏡，適焦時(shí)放大倍數(shù)為2倍左右結(jié)果在樣品平面上可獲得2～10μm的照明電子束斑。第9頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、成像系統(tǒng)

由物鏡、中間鏡和投影鏡構(gòu)成1、物鏡物鏡用來(lái)形成第一幅高分辨率電子顯微圖像或電子衍射花樣的透鏡。透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)的高低主要取決于物鏡。物鏡是一個(gè)強(qiáng)激磁短焦距的透鏡(f＝1～3mm)，它的放大倍數(shù)較高，一般為100～300倍。物鏡的分辨率主要決定于極靴的形狀和加工精度。一船來(lái)說(shuō)，極靴的內(nèi)孔和上下極靴之間的距離越小，物鏡的分辨率就越高。第10頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物鏡極靴的斷面圖(JEL20l0F)物鏡四個(gè)特征參數(shù)：A焦距

對(duì)于磁透鏡而言，激磁越強(qiáng)，焦距越短，球差越小B球差系數(shù)CsC色差系數(shù)CcD聚焦的最小可變量ΔfA物鏡極靴第11頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、中間鏡

中間鏡是一個(gè)弱激磁的長(zhǎng)焦距變倍透鏡，可在0～20倍范圍調(diào)節(jié)。當(dāng)放大倍數(shù)大于1時(shí)，用來(lái)進(jìn)一步放大物鏡像；當(dāng)放大倍數(shù)小于1時(shí)，用來(lái)縮小物鏡像。如果把中間鏡的物平面和物鏡的像平面重合，則在熒光屏上得到一幅放大像，這就是電子顯微鏡中的成像操作，如圖8－4(a)所示；如果把中間鏡的物平面和物鏡的背焦面重合，則在熒光屏上得到一幅電子衍射花樣，這就是透射電子顯微鏡中的電子衍射操作，如圖8－4(b)所示。第12頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第13頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、投影鏡

投影鏡的作用是把經(jīng)中間鏡放大(或縮小)的像(或電子衍射花樣)進(jìn)一步放大，并投影到熒光屏上，它和物鏡一樣，是一個(gè)短焦距的強(qiáng)磁透鏡。投影鏡的激磁電流是固定的，因?yàn)槌上耠娮邮M(jìn)入投影鏡時(shí)孔徑角很小(約10-5rad)，因此它的景深和焦長(zhǎng)都非常大。即使改變中間鏡的放大倍數(shù)，使顯微鏡的總放大倍數(shù)有很大的變化，也不會(huì)影響圖像的清晰度。第15頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、觀察記錄系統(tǒng)

熒光屏和照相結(jié)構(gòu)電子感光片是一種對(duì)電子束曝光敏感、顆粒度很小的演化物乳膠底片，它是一種紅色盲片。由于電子與乳膠相互作用比光子強(qiáng)得多，照相曝光時(shí)間很短，只需幾秒鐘。第16頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月慢掃描攝像機(jī)的構(gòu)成TV攝像機(jī)：由專用的熒光屏和電視攝像機(jī)組成成像板：原理上，電子顯微鏡用的成像板與x射線用的成像板是一樣的，它是在塑料片基上涂布光激勵(lì)隱像顯現(xiàn)性熒光粉(在BaF(Br，I)）的鹵素化合物中摻Eu2+的熒光物質(zhì)的二維記錄材料慢掃描CCD攝像機(jī):它比通常的CCD攝像機(jī)檢出靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍寬。第17頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§8.2主要部件的結(jié)構(gòu)和工作原理1、樣品平移與傾斜裝置（樣品臺(tái)）雙軸傾斜試樣架傾斜部的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作示意圖各種側(cè)插試樣架的外觀第18頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、電子束傾斜與平移裝置第19頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、消像散器電磁式消像散器通過(guò)電磁極間的吸引和排斥來(lái)校正橢圓形磁場(chǎng)。第20頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、光闌（1）聚光鏡光闌：

a、限制照明孔徑角；

b、裝在第二聚光鏡下方；（2）物鏡光闌（襯度光闌）：

a、安在物鏡后焦面上，直徑20～120

μm；

b、用來(lái)呈暗場(chǎng)像；

c、用無(wú)磁性的金屬制造，具有自潔功能（3）選區(qū)光闌（場(chǎng)限光闌或視場(chǎng)光闌）

a、安在物鏡的像平面上；

b、用無(wú)磁性金屬材料制成的，直徑在20～400μm第21頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

§8.3透射電子顯微鏡分辨本領(lǐng)和放大倍數(shù)的測(cè)定1、點(diǎn)分辨率的測(cè)定將鉑、鉑-銥或鉑-把等金屬或合金，用真空蒸發(fā)的方法可以得到粒度為5-10A、間距為2-10A的粒子，將其均勻地分布在火棉膠(或碳)支持膜上，在高放大倍數(shù)下拍攝這些粒子的像。為了保證測(cè)定的可靠性．至少在同樣條件下拍攝兩張底片，然后經(jīng)光學(xué)放大(5倍左右)，從照片上找出粒子間最小間距，除以總放大倍數(shù)，即為相應(yīng)電子顯微鏡的點(diǎn)分辨本領(lǐng)。第22頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、晶格分辨率的測(cè)定晶格分辨本領(lǐng)的測(cè)定：利用外延生長(zhǎng)方法制得的定向單晶薄膜作為標(biāo)樣，拍攝其晶格像。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要知道儀器的放大倍數(shù)．因?yàn)槭孪瓤删_地知道樣品晶面間距。根據(jù)儀器分辨本領(lǐng)的高低，選擇晶面間距不同的樣品作標(biāo)樣。第23頁(yè)，課件共26頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖8-13晶格分辨宰測(cè)定金(220)，(200