扫描电镜与电子探针分析幻灯片.ppt

扫描电镜与电子探针分析第1页，共24页，编辑于2022年，星期六第2页，共24页，编辑于2022年，星期六入射电子透射电子吸收电子俄歇电子二次电子特征X射线背散射电子电子束与固体样品作用时产生的信号第3页，共24页，编辑于2022年，星期六电子枪聚光镜聚光镜显像管物镜样品信号探测器信号放大和处理放大变换扫描线圈扫描发生器扫描电子显微镜结构图扫描电子显微镜结构图电子光学系统真空系统信号收集和记录系统第4页，共24页，编辑于2022年，星期六SEM的主要性能分辨率分辨率性能性能放大倍数放大倍数信号二次电子背散射电子吸收电子特征X射线俄歇电子分辨率5105020010010001001000510 能分辨图像中两个颗粒间的最小距离第5页，共24页，编辑于2022年，星期六入射电子束二次电子俄歇电子背散射电子特征X射线连续X射线滴状作用体积第6页，共24页，编辑于2022年，星期六二次电子的特点二次电子的特点 从样品表面510nm深度激发出，其数量和原子序数没有明显的关系，但是它对微区表面的几何形状十分敏感。CDBA二次电子 产额图像衬度样品表面形貌衬度原理及其应用表面形貌衬度原理及其应用第7页，共24页，编辑于2022年，星期六应用应用3、材料变形与断裂动态过程的原位观察1、断口分析2、表面形貌观察第8页，共24页，编辑于2022年，星期六第9页，共24页，编辑于2022年，星期六背散射电子特点 背散射电子来自样品表层几百个纳米的深度范围。产额随样品原子序数增大而增多，可以用来显示原子序数衬度，定性地用作成分分析。原子序数衬度原理及其应用原子序数衬度原理及其应用第10页，共24页，编辑于2022年，星期六第11页，共24页，编辑于2022年，星期六结构与工作原理结构与工作原理电子探针仪的结构示意电子探针仪的结构示意图见图图见图.电子探针仪除电子探针仪除X X射线谱仪射线谱仪外，其余部分与扫描电外，其余部分与扫描电子显微镜相似子显微镜相似。第12页，共24页，编辑于2022年，星期六分光晶体工作原理图分光晶体工作原理图一、波长分散谱仪（一、波长分散谱仪（WDS）第13页，共24页，编辑于2022年，星期六(a)约翰约翰(Johann)型聚焦法型聚焦法(b)约翰逊约翰逊(Johansson)型聚焦法型聚焦法第14页，共24页，编辑于2022年，星期六直进式波谱仪直进式波谱仪直进式谱仪的特点直进式谱仪的特点:分光分光晶体从点光源晶体从点光源S S向外沿着向外沿着一直线运动，一直线运动，X X射线出射射线出射角不变，晶体通过自转角不变，晶体通过自转改变改变 角。聚焦圆的中心角。聚焦圆的中心O O在以在以S S为中心，为中心，R R为半径的圆为半径的圆周上运动。周上运动。结构复杂，但结构复杂，但X X射线照射射线照射晶体的方向固定，使晶体的方向固定，使X X射射线穿出样品表面过程中所线穿出样品表面过程中所走的路线相同，也就是吸走的路线相同，也就是吸收条件相同。收条件相同。第15页，共24页，编辑于2022年，星期六回转式波谱仪回转式波谱仪聚焦圆的中心聚焦圆的中心O O固定，分光晶体和固定，分光晶体和检测器在圆周上以检测器在圆周上以1 1：2 2的角速度的角速度运动来满足布拉格衍射条件。运动来满足布拉格衍射条件。这种谱仪结构简单，但由于分光晶这种谱仪结构简单，但由于分光晶体转动而使体转动而使X X射线出射方向变化很射线出射方向变化很大，在样品表面不平度较大的情况大，在样品表面不平度较大的情况下，由于下，由于X X射线在样品内行进的路射线在样品内行进的路线不同，往往会造成分析上的误差。线不同，往往会造成分析上的误差。第16页，共24页，编辑于2022年，星期六定点分析谱线图定点分析谱线图第17页，共24页，编辑于2022年，星期六二、能量分散谱仪（二、能量分散谱仪（EDS）第18页，共24页，编辑于2022年，星期六第19页，共24页，编辑于2022年，星期六第20页，共24页，编辑于2022年，星期六电子束在样品表面作光栅扫描时，把X射线谱仪固定在接收某一元素特征X射线信号位置上此时在荧光屏上便可得到该元素的面分布图像。将谱仪固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置上，使电子束沿着指定的路径扫描，便可得到这一元素沿该路径的浓度分布曲线。将电子束固定在需要分析的微区上，则可得到该微区内全部元素的谱线。点分析线分析面分析电子探针分析方法电子探针分析方法第21页，共24页，编辑于2022年，星期六第22页，共24页，编辑于2022年，星期六 CaPTi第23页，共24页，编辑于2022年，星期六(3)(3)面扫描分析面扫描分析 在一幅在一幅X X射线扫描像中，亮区代表元素含量高，灰射线扫描像中，亮区代表元素含量高，灰区代表元素含量较低，黑色区域代表元素含量很低或区代表元素含量较低，黑色区域代表元素含量很低或不存在。不存在。a),形貌像b),Bi元素面分布相第24页，共24页，编辑于2022年，星期六