《金屬材料成分分析技術(shù)》課件-掃描電子顯微鏡及能譜儀

掃描電子顯微鏡及能譜儀主講教師：×××

1掃描電子顯微鏡的原理

2掃描電子顯微鏡的參數(shù)

3掃描電子顯微鏡的應(yīng)用

4能譜的工作原理

5能譜的分析特點與應(yīng)用掃描電子顯微鏡的原理1人肉眼的觀察能力能分辨的最小距離只能達到0.2mm左右。顯微鏡：把微觀形貌放大幾十倍到幾十萬倍，以適應(yīng)人眼的分辨能力。掃描電子顯微鏡的原理顯微鏡的作用掃描電子顯微鏡的原理掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡，簡稱為掃描電鏡，英文縮寫為SEM（ScanningElectronMicroscope）。它是用細聚焦的電子束轟擊樣品表面，通過電子與樣品相互作用產(chǎn)生的二次電子、背散射電子等對樣品表面或斷口形貌進行觀察和分析?，F(xiàn)在SEM都與能譜（EDS）組合，可以進行成分分析。掃描電子顯微鏡的原理俄歇電子陰極熒光背散射電子二次電子X射線入射高壓電子束樣品吸收電子電子束與固體的相互作用二次電子一般都是在表層5-10nm深度范圍內(nèi)發(fā)射出來的，它對樣品的表面形貌十分敏感，因此，能非常有效地顯示樣品的表面形貌。它的產(chǎn)額與原子序數(shù)Z沒有明顯關(guān)系，不能進行成分分析。掃描電子顯微鏡的原理二次電子掃描電子顯微鏡的原理背散射電子

掃描電子顯微鏡的原理X射線通過特征波長檢測相應(yīng)元素，進行微區(qū)成分分析-EDS，這就是我們俗稱的EDS成分分析。掃描電子顯微鏡的原理SEM的主要結(jié)構(gòu)掃描電子顯微鏡的參數(shù)2掃描電子顯微鏡的參數(shù)廠家型號ThermoFisherScientificApreo2C分辨率15kV時0.9nm放大倍率30～1，000，000倍電子束流1pA～50nA（400nA可選），連續(xù)可調(diào)成像探頭SE，T1（BSE），T2，DBS建設(shè)時間&價值ThermoFisherScientificApreo2C掃描電子顯微鏡的應(yīng)用3掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域掃描電子顯微鏡是一種多功能的儀器，具有很多優(yōu)越的性能，是用途最為廣泛的一種儀器，它可以進行如下分析：觀察納米材料。所謂納米材料就是指組成材料的顆?；蛭⒕С叽缭?.1～100nm范圍內(nèi)。進行材料斷口的分析。它顯示的斷口形貌從深層次、高景深的角度呈現(xiàn)材料斷裂的本質(zhì)，在材料斷裂原因的分析、事故原因的分析的判定是一個強有力的手段。掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域掃描電子顯微鏡是一種多功能的儀器，具有很多優(yōu)越的性能，是用途最為廣泛的一種儀器，它可以進行如下分析：直接觀察大試樣的原始表面。它能夠直接觀察大試樣,能真實觀察試樣本身物質(zhì)成分不同的襯度（背反射電子象）。觀察厚試樣。其在觀察厚試樣時，能得到高的分辨率和最真實的形貌。

掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域掃描電子顯微鏡是一種多功能的儀器，具有很多優(yōu)越的性能，是用途最為廣泛的一種儀器，它可以進行如下分析：觀察試樣的各個區(qū)域的細節(jié)。試樣在樣品室中可動的范圍非常大。不規(guī)則形狀試樣的細節(jié)觀察帶來極大的方便。進行從高倍到低倍的連續(xù)觀察。掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)范圍很寬，這對進行事故分析特別方便。掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域掃描電子顯微鏡是一種多功能的儀器，具有很多優(yōu)越的性能，是用途最為廣泛的一種儀器，它可以進行如下分析：觀察生物試樣。掃描電鏡以光柵狀掃描方式照射試樣，對觀察一些生物試樣特別重要。進行動態(tài)觀察。在樣品室內(nèi)裝有相應(yīng)附件時，則可以觀察相變、斷裂等動態(tài)的變化過程。從試樣表面形貌獲得多方面資料。掃描電子顯微鏡除了觀察表面形貌外，還能進行成分和元素的分析。由于掃描電子顯微鏡具有上述特點和功能，所以越來越受到科研人員的重視，用途日益廣泛。掃描電子顯微鏡已廣泛用于材料科學(xué)（金屬材料、非金屬材料、納米材料）、冶金、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料與器件、地質(zhì)勘探、病蟲害的防治、災(zāi)害（火災(zāi)、失效分析）鑒定、刑事偵察、寶石鑒定、工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品質(zhì)量鑒定及生產(chǎn)工藝控制等。掃描電子顯微鏡的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域掃描電子顯微鏡的應(yīng)用高分子材料的形貌觀察掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用金屬合金的形貌觀察掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用陶瓷的形貌觀察掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用石墨烯的形貌觀察掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用包裹材料的形貌觀察掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用生物樣品的形貌觀察掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用生物樣品的形貌觀察掃描電子顯微鏡的應(yīng)用掃描電子顯微鏡的應(yīng)用能譜的工作原理4能譜的工作原理樣品受高能電子束的轟擊而激發(fā)出的特征X射線，特征X射線穿過SDD探測器的薄窗進入探測器，使硅原子電離（大約10-12秒），產(chǎn)生若干電子—空穴對，電子—空穴對中的電子漂移到達陽極產(chǎn)生可測試的電信號（SDD探測器中空穴對信號傳遞沒有貢獻）。產(chǎn)生一個電子—空穴對的能量e=3.8eV，能量為Ex的X射線是可產(chǎn)生的電子—空穴對數(shù)：能譜的工作原理PN結(jié)上，加一偏置電壓，所產(chǎn)生的電子的電荷脈沖。能譜的工作原理由于電荷量很小，必須經(jīng)電荷靈敏的場效應(yīng)管（FET）前置放大器將它轉(zhuǎn)化為電壓脈沖，送入主放大器進一步放大和整形，最后送到多道脈沖分析器。電壓脈沖

，式中積分電容Cf為常數(shù)。能譜的工作原理多道脈沖高度分析器主要由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、存儲器及顯示器組成，將送進來的模擬電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，方法是：將電壓脈沖幅度的總范圍劃分為許多相等的間隔V1，V2……Vn，稱為通道，每個通道內(nèi)脈沖個數(shù)可以計算出來，對應(yīng)光子數(shù)即為強度，每個通道內(nèi)脈沖幅度對應(yīng)光子能量。由存儲器將輸出的脈沖數(shù)記在相應(yīng)的通道地址中，并進行累計。顯示窗口上顯示出按脈沖高度分類計數(shù)的X射線譜，橫坐標(biāo)是能量，縱坐標(biāo)是強度。能譜的分析特點與應(yīng)用5能譜的分析特點與應(yīng)用能譜儀利用功能強大的計算機，提供多種應(yīng)用軟件，使用更加快捷，人為干預(yù)越來越少，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠和一致性。1.操作界面簡單通常采用一體化集成Windows系統(tǒng)用戶界面，所有應(yīng)用軟件可在同一個平臺上打開，具有設(shè)置功能。中文界面或中/英文界面可隨意切換。操作步驟均用導(dǎo)航器界面鎖定，使用非常簡便。能譜的分析特點與應(yīng)用能譜儀利用功能強大的計算機，提供多種應(yīng)用軟件，使用更加快捷，人為干預(yù)越來越少，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠和一致性。2.定性分析在采譜過程中自動識別（AutoID）和標(biāo)識元素譜峰，定性分析快速準(zhǔn)確，也可以手動識別譜峰。為檢驗重疊峰剝離的準(zhǔn)確性，提供譜峰重構(gòu)功能?？焖僦悄茉鼐€掃描和面分布檢測。利用自動標(biāo)識譜峰，存儲樣品每一掃描位置（x，y）的能譜圖。一次掃描過程完成全部數(shù)據(jù)采集，這些數(shù)據(jù)可以多次重復(fù)調(diào)用。用戶可在離線狀態(tài)下從圖像上的任何位置創(chuàng)建譜圖、線掃描和面分布圖?？勺詣尤コ头迮c逃逸峰的干擾。能譜的分析特