微纳测试

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微纳测试.

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第一章1、微纳米材料的三个特性是什么?答:微尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。

2、微纳测试的研究内容是什么,并解释其内涵答:圆片级测试、管芯级测试和器件级测试。

MEMS圆片级测试主要解决MEMS在工艺线上制造过程中微结构与设计的符合性、微结构之间以及不同批次圆片间的一致性与重复性问题;管芯级测试主要解决封装前微器件的成品率的测试问题;器件级测试有两个方面的目的:其一是检测封装的质量,进行微器件的综合性能测试;另一方面则是考核微器件的可靠性,给出可靠性指标。

3、微纳测试方法有哪两大类答:接触式测试与非接触式测试。

4、微纳测试仪器有哪几类答:光学、电子学、探针等。

5、微纳测试的特点答:被测量的尺度小,一般在微纳米量级;以非接触测量为主要手段。

第二章1、试述光学法在微纳测量技术中的意义(同自动调焦法优点)答:由于是非接触测量,因而对被测表面不造成破坏,可测量十分敏感或柔软的表面;测量速度高,能扫描整个被测表面的三维形貌,且能测量十分复杂的表面结构;用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。

2、可见光的波长范围答:400~760nm3、凸透镜成像的5种形式答:形式1:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。

此时像距小于物距,像比物小,物像异侧。

应用:照相机、摄像机。

形式2:当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像。

此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧。

形式3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像。

此时像距大于物距,像比物大,物像异侧。

应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。

形式4:当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出。

形式5:当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像。

此时像距大于物距,像比物大,物像同侧。

应用:放大镜。

4、几何光学的成像原理、波动光学的成像原理答:几何光学成像原理:在均匀介质中,光线直线传播;光的反射定律;光的折射定律;光程可逆性原理。

铝合金布氏硬度,洛氏硬度,维氏硬度的试验方法及优缺点比较

铝合金布氏硬度,洛氏硬度,维氏硬度的试验方法及优缺点比较

铝合金布氏硬度,洛氏硬度,维氏硬度的试验方法及优缺点比较铝合金的硬度可以通过布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种试验方法进行测量。

下面是它们的试验方法及优缺点比较:1. 布氏硬度:试验方法:使用布氏硬度计,在一定载荷下,用钻石金贝氏锥压入铝合金表面,然后根据钻石锥所产生的印痕大小来确定硬度。

优点:- 精确度高,适用于各种金属材料的硬度测试。

- 可以对不同硬度的材料进行比较。

缺点:- 留下的印痕较大,可能对表面造成损伤。

- 对于比较软的材料,印痕可能不太明显。

2. 洛氏硬度:试验方法:使用洛氏硬度计,在一定载荷和特定压头下,测量材料在压头下的缺口深度来确定硬度。

优点:- 速度快,适用于大量样品的硬度测试。

- 适用于各种硬度范围的材料。

缺点:- 压头大小限制了测试样品的尺寸。

- 不适用于非金属材料。

3. 维氏硬度:试验方法:使用维氏硬度计,通过测量表面痕迹的尺寸来确定硬度。

维氏硬度测试有三种方法:Vickers硬度、Knoop硬度和微纳硬度。

优点:- Vickers硬度适用于各种金属和非金属材料。

- Knoop硬度适用于薄膜和镀层材料。

- 微纳硬度适用于纳米级材料。

缺点:- Vickers和Knoop硬度测试需要显微镜观察痕迹,测试时间较长。

- 微纳硬度测试需要高级仪器。

- 一些非金属材料可能无法进行维氏硬度测试。

总结:布氏硬度适用于各种金属材料,精确度高,但可能对表面造成损伤;洛氏硬度测试速度快,适用于大量样品,但对非金属材料不适用;维氏硬度方法种类丰富,适用于不同类型的材料,但测试时间较长或需要高级仪器。

选择试验方法时应根据具体材料和实验需求进行综合考虑。

微纳测试技术问答题

微纳测试技术问答题

1.微纳米测试技术包含的尺度范围是多少? 微纳米尺度测试对微纳米尺度制造技术发展有什么重要作用?答:(1)0.1nm-1mm。

(2)测试技术是微纳米技术的基础;测试技术是微纳米技术进一步发展的保障;测试技术也是微纳米技术应用的具体体现。

2.分析说明微纳米测试的特点和内涵?答:(1)被测尺度微小,处于微纳米级;样品小,样品固定困难;信号量相关时信号弱,信噪比小;微纳米测试尺度范围大107(nm-mm);现有ISO公差不适用;几何量测量中非接触方法使用多.(2)内涵:被测样品、工件的几何尺寸在微纳级;被测工件的精度在微纳级;上述样品相关性能的测试技术和测量方。

3.微纳米结构怎么来的?答:总体来讲:两种方法:Top-Down, 与Bottom-Up。

Top-Down方法是指从大的物体上去除材料形成需要的纳米结构,Bottom-up方法是通过物理、化学以及生物等作用,把小的物体(如原子、分子)拼装形成复杂的结构和系统。

4.试述真空镀膜中在线测量薄膜厚度的主要方法?答:主要方法是石英晶体法。

基本原理: 压电效应和质量负荷效应。

质量负荷效应:当石英晶体芯片上镀了某种膜层,使芯片的厚度增大,则芯片的固有频率会相应的衰减。

测厚原理:石英晶体膜厚监控仪就是通过测量频率或与频率有关的参量的变化而监控淀积薄膜的厚度。

5.薄膜厚度测量的三种方法的比较。

答:台阶仪适合于各种薄膜厚度的测量,测量前必须制备相应的台阶。

实验室最常用的厚度测试设备。

椭圆偏光仪的样品必须是透光或半透光,属于非破坏测量。

球磨法对硬脆膜的厚度测量非常简单有效,价格低廉,工业中应用广泛。

6.薄膜、小体积材料、微结构材料力性能测量方法有那些?答:结合强度(膜基、膜膜等)测量方法有划痕实验、引拉法,剥离法、推倒法、摩擦法超声法、离心法等。

应力(应变)测量方法有旋转指针法、基片弯曲法、谐振频率法、加载变形法、临界挠度法、XRD、鼓泡法等7.纳米压入法如何测量薄膜材料力学性能? 那些因素会影响薄膜力学性能的测量结果? Sinking-in和piling-up分别会对测量结果有何影响?答:(1)通过同步记录加、卸载过程中载荷和位移,获得连续载荷—位移曲线。

微纳测试技术.doc

微纳测试技术.doc

1、试分析原子间力有哪些种类?哪些对于原子力显微镜有-贡献?原子间力包括:离子键、共价键、排斥力、金属黏附力、范德华力其中:离子键是库仑力形成粒子之间吸引构成离子晶体结构;共价键是两个原子的电子云相互重叠形成吸引力,并且在几个埃内有较强的方向性和衰减性;排斥力来自库仑排斥力和泡利不相容原理形成的排斥力;金属黏附力来自自由共价电子形成的较强的金属键。

范德华力,其作用力较强,存在于各种原子和分子之间,有效距离为几个埃到几百个埃;原子力显微镜中扫描探针和样品之间存在多种相互作用力,例如范德华力、库仑力、磁力、静电力。

2、调研新型的探针技术?四探针法是材料学及半导体行业电学表征较常用的方法,其原理简单,能消除接触电阻影响,具有较高的测试精度。

由厚块原理和薄层原理推导出计算公式,并经厚度、辿缘效应和测试温度的修正即可得到精确测量值。

据测试结构不同,四探针法可分为直线形、方形、范德堡和改进四探针法,其中直线四探针法最为常用,方形四探针多用于微区电阻测量。

四探针法是材料学及半导体行业电学表征的常用方法。

随着微电子器件尺度持续减小,新型纳米材料研究不断深入,须将探针间距控制到亚微米及其以下范畴才能获得更高的空间分辨率和表面灵敏度。

近年来研究人员借助显微技术开发出两类微观四点探针测试系统,即整体式微观四点探针和独立四点扫描隧道显微镜探针系统,随着现代微加工技术的发展,当前探针间距已缩小到儿十纳米范围。

本文综述了微观四点探针技术近年来的研究进展,主要包括测试理论、系统结构与探针制备。

其中,特别详述了涉及探针制备的方法、技术及所面临问题,并展望了微观四点探针研究的发展方向,并给出了一•些具体建议。

参考文献:李建昌,王永,简晓慧,巴德纯.半导体表面电学特性微观四点探针测试技术研究进展[J].真空.2011(01)3、原子力显微镜的快速扫描技术?与其他表面分析技术相比,原子力显微镜具有一些独特的优点。

它可以实时获得具有原子力分辨级的样品表面三维图像,并旦可在真空、大气、液体等多种条件下工作,并不需要特殊的样品制备技术。

微纳测试(5)

微纳测试(5)

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1.2 转化拉伸测试
在试样上增加一 个辅助结构作为测 试设备的一部分, 降低试样对准的难 度。
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1.2 集成拉伸测试
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2. 弯曲梁法
与拉伸测试相比,弯曲梁测试的优点在于: 小的加载力就可以使梁弯曲并产生较大的 变形,易于用光学显微镜测量。 试样加载力可以是推力而不是拉力,夹持 容易,对中问题不突出。 加载力方向上的微小误差对测试结果影响 不大,加载机构相对简单易用。 试样能够做得更小。
硅、氮化硅、二氧化硅和一些金属膜。
测试对象: 杨式模量、断裂强度、疲劳特性、硬度等 基本机械特性。
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1. 拉伸测试法
拉伸测试是测量弹性模量、泊松 比、屈服强度和断裂强度等参数的最 直接的方法。 通过拉伸试验,能够获得包括材料 塑性变形在内的拉伸应力-应变全过 程曲线。
6
拉伸测试方法有如下优点: 测试数据准确可靠,可以测试多种微机械 材料的力学性能参数。 拉伸测试确定弹性模量的方法符合ASTM标 准E111中关于弹性模量的定义,试验结果 容易理解,通用性强。 拉伸测试提供的目标参数与试样厚度成线 性关系,试样厚度测量不准确所引起的误 差比弯曲测试小的多。
3
MEMS试样的特征长度一般在lmm以下,这给实 验带来一系列困难。
如:如何制作、夹持、对中(保持试样与拉力之间的同 轴性)微小试样、如何提高载荷和位移测量的分辨率、 如何模拟MEMS器件的实际结构和应力状态、如何完 善理论模型等。
4
微尺度材料特性参数测量方法:
拉伸测试法、弯曲测试法、纳米压入法、 鼓膜法、共振频率测试法等。 测试材料:
4.79kjE EM t /[ N0 (1 v) D]
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硬度的测定方法

硬度的测定方法

硬度的测定方法硬度是材料抵抗划伤、压痕和穿刺的能力,是材料力学性能的重要指标之一。

在工程材料的选择、加工和使用过程中,硬度的测定是至关重要的。

本文将介绍几种常用的硬度测定方法。

一、洛氏硬度测试。

洛氏硬度测试是最常见的一种硬度测试方法,它通过在试样表面施加一定载荷,然后测量压痕的直径或者深度来确定材料的硬度。

洛氏硬度测试方法分为洛氏硬度计和超洛氏硬度计两种类型,分别适用于不同的材料硬度范围。

二、布氏硬度测试。

布氏硬度测试是利用金属球或者金属锥头在试样表面施加一定载荷,通过测量压痕的直径或者深度来确定材料的硬度。

布氏硬度测试方法适用于金属材料和合金的硬度测定,具有简单、快速、准确的特点。

三、维氏硬度测试。

维氏硬度测试是利用金刚石三棱角锥头在试样表面施加一定载荷,通过测量压痕的对角线长度来确定材料的硬度。

维氏硬度测试方法适用于金属材料、陶瓷和淬火层的硬度测定,具有高精度、高重复性的特点。

四、洛克韦尔硬度测试。

洛克韦尔硬度测试是利用金刚石圆锥头在试样表面施加一定载荷,通过测量压痕的对角线长度来确定材料的硬度。

洛克韦尔硬度测试方法适用于金属材料、淬火层和薄板材料的硬度测定,具有高精度、适用范围广的特点。

五、超声硬度测试。

超声硬度测试是利用超声波在试样表面传播并反射,通过测量声波传播时间和反射强度来确定材料的硬度。

超声硬度测试方法适用于金属材料的硬度测定,具有无损伤、无污染、快速的特点。

六、微纳硬度测试。

微纳硬度测试是利用纳米压头在试样表面施加微小载荷,通过测量压痕的深度来确定材料的硬度。

微纳硬度测试方法适用于薄膜、涂层、纳米材料和生物材料的硬度测定,具有高分辨率、高灵敏度的特点。

综上所述,硬度的测定方法有多种多样,每种方法都有其适用范围和特点。

在实际工程中,我们需要根据材料的特性和要求选择合适的硬度测试方法,以确保测定结果的准确性和可靠性。

同时,对于不同的材料和形状,还可以结合多种硬度测试方法进行综合分析,以更全面地了解材料的硬度特性。

微纳晶体材料体膨胀系数测定和计算方法

微纳晶体材料体膨胀系数测定和计算方法

doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2020050036微纳晶体材料体膨胀系数测定和计算方法何端鹏, 于翔天, 王向轲, 邢 焰, 高 鸿, 李 岩(中国空间技术研究院材料可靠性中心,北京 100094)摘 要: 为解决微纳尺度晶体材料膨胀系数无法直接测量的现状,文章提出一种适用的测试思路及计算方法。

该方法基于材料在不同温度下的XRD 衍射图谱获得晶胞晶格常数,通过“晶格常数-温度”拟合,计算各个物相晶轴的线膨胀系数,进一步计算获得材料的体膨胀系数。

采用该方法对单相高锡焊料及多相PbSn 合金焊球进行测试,获取其体膨胀系数,证实方法有效可行。

该方法能够实现微纳尺度试样的体膨胀系数的测定,包括产品微构件、薄膜材料、电子元器件用引线及焊料等材料,具有对试样要求低、操作简单、表征高效的特点,为微纳晶体材料热膨胀系数的测定提供新思路,具有较强的应用价值。

关键词: 微纳尺度; 晶体材料; 热膨胀系数; XRD 中图分类号: N34;TB9;O551.3文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2021)01–0042–07Measurement and calculation of the volume coefficient of expansion formicro/nano crystalline materialsHE Duanpeng, YU Xiangtian, WANG Xiangke, XING Yan, GAO Hong, LI Yan (Material Reliability Center, China Academy of Space Technology, Beijing 100094, China)Abstract : Herein, a method for measuring the volume coefficient of expansion of micro/nano-scale crystalline materials is proposed in order to solve the problem that the parameter is difficult to obtain directly. The volume coefficient of expansion of materials is calculated by using the linear expansion coefficient of crystal axes of each phase, which is available through linear fitting of lattice constant with temperature based on the calculated lattice constants from the XRD diffraction patterns at different temperatures. The examples of single-phase tin solder and multi-phase PbSn solder balls have proved the feasibility and effectiveness of the proposed method.This method can be used to measure the volume coefficient of expansion of micro/nano-scale samples,including the micro-sized structures, film materials, lead wires, solders and other materials for electronic components. This method is simple and efficient in operation without any specimen requirements. Therefore,the study provides a new way to measure the thermal expansion coefficient of micro/nano-scale materials,which has tremendous applicable value.Keywords : micro/nano-scale; crystalline materials; coefficient of thermal expansion; XRD收稿日期: 2020-05-08;收到修改稿日期: 2020-07-31基金项目: 电子元器件质量工程科研项目(2006WR0015,2019WR0012);电子元器件共性检测项目(1905WK0013)作者简介: 何端鹏(1990-),男,湖南邵阳市人,工程师,硕士,研究方向为航天材料质保及航天材料选用评价研究。

微纳尺度材料与结构力学行为的原位测试方法研究

微纳尺度材料与结构力学行为的原位测试方法研究

微纳尺度材料与结构力学行为的原位测试方法研究引言:随着科技的不断进步,微纳尺度材料与结构力学行为的研究变得越来越重要。

微纳尺度材料具有独特的力学行为,与宏观材料存在明显差异。

因此,为了深入了解微纳尺度材料的力学行为,研究人员不断探索新的测试方法。

本文将介绍一些常用的原位测试方法,并讨论它们的应用和局限性。

一、原位拉伸测试方法原位拉伸测试方法是研究微纳尺度材料力学行为的常用方法之一。

它可以通过在显微镜下观察材料在拉伸过程中的变形行为,来获得材料的力学性能。

常见的原位拉伸测试方法包括纳米压痕法、纳米拉伸法等。

纳米压痕法是通过在材料表面施加压痕载荷,观察压痕的变形行为来获得材料的力学性能。

该方法可以直接测量材料的硬度、弹性模量等力学参数,同时还可以研究材料的塑性行为和断裂机制。

纳米拉伸法是通过在材料上施加拉伸载荷,观察材料的拉伸行为来获得材料的力学性能。

该方法可以测量材料的强度、断裂韧性等力学参数,同时还可以研究材料的断裂行为和断裂机制。

然而,原位拉伸测试方法也存在一些局限性。

由于材料的微纳尺度特性,测试过程中可能会受到环境条件的影响,例如温度、湿度等。

此外,由于测试方法的限制,有些材料的力学性能可能无法准确测量。

二、原位压缩测试方法原位压缩测试方法是研究微纳尺度材料力学行为的另一种常用方法。

与原位拉伸测试方法类似,原位压缩测试方法也可以通过观察材料在压缩过程中的变形行为来获得材料的力学性能。

常见的原位压缩测试方法包括纳米压痕法、纳米压缩法等。

纳米压痕法在原位压缩测试中同样起到重要的作用。

通过在材料表面施加压痕载荷,观察压痕的变形行为来获得材料的力学性能。

该方法可以测量材料的硬度、弹性模量等力学参数,同时还可以研究材料的塑性行为和断裂机制。

纳米压缩法是通过在材料上施加压缩载荷,观察材料的压缩行为来获得材料的力学性能。

该方法可以测量材料的强度、断裂韧性等力学参数,同时还可以研究材料的断裂行为和断裂机制。

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第一章1、微纳米材料的三个特性是什么?答:微尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。

2、微纳测试的研究内容是什么,并解释其内涵答:圆片级测试、管芯级测试和器件级测试。

MEMS圆片级测试主要解决MEMS在工艺线上制造过程中微结构与设计的符合性、微结构之间以及不同批次圆片间的一致性与重复性问题;管芯级测试主要解决封装前微器件的成品率的测试问题;器件级测试有两个方面的目的:其一是检测封装的质量,进行微器件的综合性能测试;另一方面则是考核微器件的可靠性,给出可靠性指标。

3、微纳测试方法有哪两大类答:接触式测试与非接触式测试。

4、微纳测试仪器有哪几类答:光学、电子学、探针等。

5、微纳测试的特点答:被测量的尺度小,一般在微纳米量级;以非接触测量为主要手段。

第二章1、试述光学法在微纳测量技术中的意义(同自动调焦法优点)答:由于是非接触测量,因而对被测表面不造成破坏,可测量十分敏感或柔软的表面;测量速度高,能扫描整个被测表面的三维形貌,且能测量十分复杂的表面结构;用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。

2、可见光的波长范围答:400~760nm3、凸透镜成像的5种形式答:形式1:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。

此时像距小于物距,像比物小,物像异侧。

应用:照相机、摄像机。

形式2:当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像。

此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧。

形式3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像。

此时像距大于物距,像比物大,物像异侧。

应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。

形式4:当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出。

形式5:当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像。

此时像距大于物距,像比物大,物像同侧。

应用:放大镜。

4、几何光学的成像原理、波动光学的成像原理答:几何光学成像原理:在均匀介质中,光线直线传播;光的反射定律;光的折射定律;光程可逆性原理。

波动光学成像原理:光的干涉;光的衍射;光的偏振。

5、显微镜与望远镜的异同点答:显微镜与望远镜的相同点:(1)都是先成实像,后成虚像(2)他们的目镜都相当于放大镜成正立放大虚像。

显微镜与望远镜的不同点:(1)显微镜的物镜相当于投影机成倒立放大实像;(2)望远镜的物镜相当于照相机成倒立缩小的实像(3)显微镜的放大倍数:物镜放大倍数乘以目镜放大倍数,而望远镜则不是。

(4)显微镜物镜焦距小,目镜焦距大,望远镜物镜焦距大,目镜焦距小。

简称—显物小,望物大6、光学显微镜的分辨率是由目镜决定还是由物镜决定的,为什么答:样品上的最小分辨距离,即分辨率,实际上是由物镜来决定的。

原因:物镜中的限制圆孔直接影响着形成衍射斑的大小,而圆孔的直径直接与物镜的直径相关:物镜的数值孔径(NA)决定着物镜中部衍射圆孔的大小。

由最小分辨率的公式可知,物镜的数值孔径越大,能够分辨的最小距离越短。

7、光学显微镜的放大倍数是由什么决定的答:放大倍数为物镜和目镜的放大倍数之积。

8、什么是数值孔径,如何提高显微镜的分辨率答:数值孔径N·A=n sina/2数值孔径越大,分辨率越高,因此增加数值孔径、减小波长、将物镜浸液可以提高显微镜的分辨率。

9.利用波动光学可以形成哪些测试仪器答:干涉仪、衍射仪、测量显微镜(劳埃德镜、迈克尔逊干涉仪、马赫-泽德干涉仪、泰曼-格林干涉仪、法布里-珀罗干涉仪等)10、自动调焦法的优缺点答:优点:由于是非接触测量,因而对被测表面不造成破坏,可测量十分敏感或柔软的表面;测量速度高,能扫描整个被测表面的三维形貌,且能测量十分复杂的表面结构;用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。

缺点:被测物体表面的反射光能力不同,用自动调焦法测量时,对被测物体表面的光反射度有要求,通常应大于2%11、自动调焦法测量微位移的原理,与金刚石探针接触测量法相比,自动调焦法有哪些特点答:原理:自动调焦法源于CD技术。

由红外光二极管发出的激光束,经准直镜准直后成为一束平行光,该平行光又经能实现焦距跟踪功能的扫描物镜被聚焦在被测物的表面上。

被测物表面所反射的发散光以和入射光相反的方向返回,其中一部分经分光镜分光后入射到聚焦检测器上,形成一个光点。

该光点位置根据被测表面结构可能有3中不同情形:光点在检测器平面上、光点在检测器平面之前、光点在检测器平面之后。

由上述两种离焦信号产生一个控制电平信号,用于驱动一个动圈式马达,使扫描物镜跟随运动,直至使扫描物镜能到达聚焦位置为止。

物镜便能始终跟随被测物表面结构的轮廓,由此产生的垂直方向的位移经一个电感式位移传感器转变成测试信号被记录下来。

特点:与金刚石探针接触测量相比,自动调焦法的光点直径要小得多,因而能获取表面的十分细微的结构特征。

由于自动测焦法是非接触测量,又是主动调节,因而较金刚石探针测量法,它响应更快,对外部振动较少敏感。

12、什么是三角法,它的用途什么,三角法测量分为哪两种答:1)光学三角法是用一束激光经光学系统调节后照射到被测物体表面,形成一小光斑,经被测物体表面反射后的光线通过成像物镜汇聚成像在光电探测器的光接收面上。

被测点的位移信息由该光点在探测器的光接收面上所形成的像点位置决定。

当被测物体移动时,光斑相对于物镜的位置发生改变,相应的其像点在光探测器接收面上的位置也将发生改变,根据其像点位置的变化和测量系统的结构参数可求出被测点的位移信息。

由于入射光线和反射光线构成一个三角形,所以该方法被称为光学三角法。

2)测量被测表面的形貌3)斜光学三角法和直光学三角法两种13、三角法测量中有哪几种检测方案答:一般有三种,位置敏感探测器(PSD)、CCD线阵探测器、差动式光电二极管。

14、影响三角法测量精度的因素有哪些答:(1)表面粗糙度的影响(2)被测表面微结构的影响(3)散斑的影响第三章1、分辨力、分辨率、放大倍数的基本概念答:分辨力:显示装置能有效辨别的最小的示差值分辨率:显示分辨率(屏幕分辨率)是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素有多少。

放大倍数:像与物体的尺寸的比值2、人眼、光学显微镜、透射电镜、电子扫描显微镜、探针显微镜的分辨力答:人眼晴分辩率:0.1mm以上;光学显微镜极限分辩本领是光波的半波长:可见光最短0.4um(半波长:0.2um);透射电镜:点分辨(0.3-0.5nm),晶格分辨(0.1-0.2nm);电子扫描显微镜:(6-10nm);探针显微镜:原子级(0.1nm);3、如何提高望远镜与显微镜的分辨率答:对望远镜,λ不变,尽量增大透镜孔径D,以提高分辨率。

对显微镜,主要通过减小波长来提高分辨率。

4、显微镜的光学参数:放大倍数,工作距离,景深,视场答:放大倍数:指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所能看到像的大小对原物体大小的比值。

是物镜的横向放大率m与目镜的角放大率α的乘积。

显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜,各厂家均已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数,两者相乘即可。

工作距离:就是从物镜的前表面中心到被观察标本之间的距离。

景深:当显微镜调焦于某一物平面时,如果位于其前或后的物平面仍能被观察者看清楚,则该二平面之间的距离叫做景深。

视场:从显微镜中能看到的圆形范围叫视场(又叫视野)。

5、光学显微镜有哪几部分组成答:光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜,目镜和调焦机构组成。

6、激光扫描显微镜有哪两种工作模式答:一种是自聚焦扫描方式,一种是共焦扫描方式。

7、简述共聚焦扫描显微镜的基本原理,并说明如何产生一副完整的图像答:利用放置在光源后的照明针孔和放置在检测器前的探测针孔实现点照明和点探测,来自光源的光通过照明针孔发射出的光聚焦在样品焦平面的某个点上,该点所发射的荧光成像在探测针孔上,该点以外的任何发射光均被探测针孔阻挡。

照明针孔与探测针孔对被照射点或被探测点来说是共轭的,因此被探测点即共焦点,被探测点所在的平面即共焦平面。

计算机以像点的方式将被探测点显示在计算机屏幕上,为了产生一副完整的图像,由光路中的扫描系统在样品焦平面上扫描,从而产生一副完整的共焦图像。

8、共聚焦显微镜的有点答:(1)采用了共聚焦原理,几乎完全排除了杂散光的影响,可获高清晰度、高分辨率的图像。

(2)高放大倍数、高分辨力(3)制样简单,与普通偏光显微镜相同,无需扫描电镜所要求的专门制样技术。

特别是可观察弱荧光和荧光碎灭很快的样品(4)具有一定深度的穿透力,可进行分层扫描,获得不同穿透深度的图像及三位重组立体图像。

(5)三位定量测定。

9、电子束与固体表面作用会产生哪些信号,这些信号有什么用途答:可产生二次电子、背散射电子、俄歇电子、荧光、非弹性散射电子、透射电子、绕散射电子、X射线等信号。

用途:将这些信号用探测器收集起来,并转换为电流信号,再送到显像管就可转变为图像。

由于从样品表面散射或发射的电子与样品表面的固有特性有直接关系,所以能得到样品表面结构的信息。

10、电子显微镜有哪两种答:透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)11、透射电子显微镜与光学显微镜有哪些异同点答:相同点:透射电子显微镜是利用电子的波动性来观察固体材料内部的各种缺陷和直接观察原子结构的仪器。

尽管复杂得多,它在原理上基本模拟了光学显微镜的光路设计,简单化地可将其看成放大倍率高得多的成像仪器。

不同点:一般光学显微镜放大倍数在数十倍到数百倍,特殊可到数千倍。

而透射电镜的放大倍数在数千倍至一百万倍之间,有些甚至可达数百万倍或千万倍;透射电子显微镜是以波长很短的电子束做照明源,而普通光学显微镜采用全视场均匀照明。

12、根据加速电压的大小,透射电子显微镜可以分为哪几种,其加速电压为多少答:(1)一般TEM。

最常用的是100KV电镜。

(2)高压TEM。

目前常用的是200KV电镜。

(3)超高压TEM。

目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高压TEM。

13、透射电子显微镜有哪几部分组成答:透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。

14、透射电子显微镜的样品分为哪两种,对样品有什么要求答:间接样品和直接样品;要求:(1)供TEM分析的样品必须对电子束是透明的,通常样品观察区域的厚度以控制在约100~200nm为宜。

(2)所制得的样品还必须具有代表性以真实反映所分析材料的某些特征。

因此,样品制备时不可影响这些特征,如已产生影响则必须知道影响的方式和程度。

15、扫描电子显微镜的工作原理答:是用一束极细的电子束扫描样品,在样品表面激发出次级电子,次级电子的多少与样品表面结构有关,次级电子由探测器收集,信号经放大用来调制荧光屏上电子束的强度,显示出与电子束同步的扫描图像。

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