《材料测试技术及方法》课程教学资源（讲稿）10 第三篇 第十章 SEM

第三章电子显微分析之二 扫描电子显微分析与电子探针 第一节扫描电子显微镜 (SEM)工作原理及构造 第二节像衬原理与应用 第三节电子探针X射线显微分析 (EPMA) 参考书目： Q周维列，王中林主编，扫描电子显微镜学及在纳米技 术中的应用，北京-高等教育出版社2007.3 Q戈尔茨坦/（美）等著，、扫描电子显微技术与X射线显微 分析，北京-科学出版社，1988.08 9-2-1、2节，必带教材、实验指导书、直尺和计算器，选， 带计算机

1 第三章 电子显微分析 之二 扫描电子显微分析与电子探针 第一节 扫描电子显微镜（SEM）工作原理及构造 第二节 像衬原理与应用 第三节 电子探针X射线显微分析（EPMA） 参考书目： o周维列，王中林主编，扫描电子显微镜学及在纳米技 术中的应用， 北京-高等教育出版社 2007.3 o戈尔茨坦/(美)等著，扫描电子显微技术与X射线显微 分析，北京-科学出版社，1988.08 9-2-1、2节，必带教材、实验指导书、直尺和计算器，选 带计算机

教学目的与要求 理解扫描电子显微镜的工作原理与仪器构造； 0 掌握二次电子像与背散射电子像的像衬原理， 并利用该原理学会分析材料形貌的方法； 理解电子探针X射线显微分析的原理，并学会材 料成分分析的技巧。 2

2 教学目的与要求 o 理解扫描电子显微镜的工作原理与仪器构造； o 掌握二次电子像与背散射电子像的像衬原理， 并利用该原理学会分析材料形貌的方法； o 理解电子探针X射线显微分析的原理，并学会材 料成分分析的技巧

SEM 电子枪 聚光镜 ☒ 聚光镜 显象管 扫描 2 线圈 醫 驱 ☒ 放大 扫描 变换 发生器 信号 信号放大 探测器 和处理 真空系统 3

3 SEM

扫描电路 电子枪 语极 聚镜光阑 锐频 ☒ ☒ 聚镜 放大器 白 ☑ 扫描线圈 D1 D2 阳极 D2 D1 000 Y000 00 0桓描线圈 物镜光阑 ☒ ☒ 闪烁体 集极 光电倍增管 光导管 二次电子 样品 祥品座 荧光屏 显象管 -1mm◆ 镜简 100 mm-

4 D1 D1 D2 D2

SEM 实现从SEM观察到EDX分桥一体化 岛津扫猫电子显徽镜 Scanning Electron Microscope SSX-550 XL30 ESEM 5

5 SEM o

SEM

6 SEM

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SEM 可 国 8

8 SEM

扫描电镜的特点 透射电镜 扫描电镜 优点 缺点 优点 缺点 分辩高0.2nm 样品制备要求很 直接观察大块试样，样品制备非 放大倍数大106 高 常方便。 景深大、放大倍数连续调节范围 大、分辨本领比较高等特点，所 样品被支撑它的 以它成为固体材料样品表面分析 除放大成像外还 铜网蔽住一部 有效工具，尤其适合于观察比较 分，不能进行样 粗糙表面，如材料断口和显微组 能进行结构分析 品欲测区域的连 织三维形态，SEM不仅能做表面 续观察 形貌分析，而且能配置各种附 件，做表面成分分析及表层晶体 学位向分析。 1965年第一台商用扫描电镜问世，扫描电镜的最大特点是景深 大，图像富有立体感，特别适合于表面形貌的研究

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SEMW点 仪器分辨本领较高。二次电子像分辨本领可达 1.0nm(场发射)，3.0nm(钨灯丝)； 0 仪器放大倍数变化范围大（从几倍到几十万倍)， 且连续可调； 0 图像景深大，富有立体感。可直接观察起伏较大的 粗糙表面（如金属和陶瓷的断口等）； 0 试样制备简单。只要将块状或粉末的、导电的或不 导电的试样不加处理或稍加处理，就可直接放到SEM 中进行观察。一般来说，比透射电子显微镜(TEM) 的制样简单，且可使图像更近于试样的真实状态； 10

10 SEM特点 o 仪器分辨本领较高。二次电子像分辨本领可达 1.0nm(场发射),3.0nm(钨灯丝)； o 仪器放大倍数变化范围大（从几倍到几十万倍）， 且连续可调； o 图像景深大，富有立体感。可直接观察起伏较大的 粗糙表面（如金属和陶瓷的断口等）； o 试样制备简单。只要将块状或粉末的、导电的或不 导电的试样不加处理或稍加处理，就可直接放到SEM 中进行观察。一般来说，比透射电子显微镜（TEM） 的制样简单，且可使图像更近于试样的真实状态；