材料现代分析方法结课论文

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《材料现代分析方法》总结

《材料现代分析方法》总结

《材料现代分析方法》总结《材料现代分析方法》是一门综合性的学科,研究材料的组成、结构、性能和相互作用等方面的分析方法。

它涉及到物理、化学、材料科学等多个学科领域,对于提高材料的质量、性能和稳定性具有重要的意义。

本课程的学习,对于培养学生的综合素质和动手能力有着重要的作用。

通过本课程的学习,我对材料的分析方法有了更深入的了解,对于材料科学研究有着更为全面的认识。

材料现代分析方法涵盖了各种物理、化学、电子显微镜、X射线衍射、质谱、光谱等各种详细的分析方法,这些方法可以全面了解材料的成分、结构和性能等特征。

例如,通过使用电子显微镜可以观察材料的微观形貌和晶体结构,通过X射线衍射可以确定材料的晶体结构,通过光谱分析可以确定材料的化学成分等。

在课程学习中,我对于材料分析方法的基本原理有了更深刻的理解。

例如,质谱分析是利用质谱仪将物质分离、检测、鉴定和分析的技术方法,原理是将原子或分子加速至高速,然后经由离子源加入其中,使样品中的原子或分子电离形成离子,接着通过外界的电场、磁场和电场等仪器来对离子进行分析和测量。

通过质谱分析,可以准确了解材料的成分和结构。

另外,在课程学习中,我还学习了许多实际应用的例子,例如用于铁路轨道的材料分析方法。

铁路轨道是国民经济中重要的基础设施之一,材料分析方法在轨道的材料研究和质量检测中起着关键作用。

通过电子显微镜和X射线衍射等技术,可以对轨道材料的晶体结构、硬度和耐磨性等性能进行分析,从而保证轨道的质量和安全。

此外,材料现代分析方法在材料科学研究领域的应用也具有广泛的前景。

通过使用各种分析方法,可以对材料的特性、性能和结构等进行全面的了解。

例如,在材料研究领域,可以利用X射线衍射技术来确定材料的晶体结构,通过质谱分析技术来分析材料的成分,通过光谱分析技术来研究材料的电学性质等。

这些分析方法的应用,将进一步推动材料科学的发展和进步。

总之,《材料现代分析方法》是一门非常重要的学科,它涵盖了各种分析方法和技术,使我们能够全面了解和研究材料的组成、结构和性能等特征。

材料研究方法 论文

材料研究方法 论文
扫描电子显微镜具有由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下,经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统,电子束会聚成孔径角较小,束斑为5-10mm的电子束,并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈,在它的作用下,电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子,背反射电子,X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收,经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步,因此,试样表面任意点发射的信号与显象管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说,电子束打到试样上一点时,在荧光屏上就有一亮点与之对应,其亮度与激发后的电子能量成正比。扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方,直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧像。这种扫描方式叫做光栅扫描。
1.1
光学显微镜(Optical Microscope,简写OM)是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息的光学仪器。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。载物台用于盛放被观察的物体。利用调焦旋钮可以驱动调焦机构,使载物台作粗调和微调的升降运动,使被观察物体调焦清晰成像。它的上层可以在水平面内沿作精密移动和转动,一般都把被观察的部位调放到视场中心。
1.2
利用金相显微镜来研究金属和合金组织的方法叫光学显微分析法。它可以解决金属组织方面的很多问题,如非金属夹杂物,金属与合金的组织,晶粒的大小和形状,偏析、裂纹以及热处理工艺是否合理等。金相样品是用来在显微镜下进行分析、研究的试样,金相样品的制备过程包括取样、磨光、抛光、腐蚀等步骤
1.2.1
定量金相分析是利用体视学原理,通过测量二维金相试样磨面或薄膜上的显微组织,计算和确定合金组织的三维空间形貌,从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。它对材料的研究、生产和使用都具有极大的理论意义和实践意义。

现代材料分析方法——四大分析方法的应用论文

现代材料分析方法——四大分析方法的应用论文

四大分析方法及应用摘要:本文论述材料的X射线粉末衍射分析(XRD)、电子显微分析、能谱分析(XPS,UPS,AES)和热分析(TG,DTA, DSC)等测试原理、制样技术、影响因素、图谱解析以及它们在材料研究中的具体应用。

以一些常见的化合物为基质的各类复合或是掺杂的材料为例,来重点介绍XRD、电镜、热分析等在研究材料物相组成、结构特征、形貌等方面的应用。

关键词:TiO2,XRD,SEM,XPS,TG,DTA前言由于铝等一些金属和无机物的优良的性质,如铝的密度很小,仅为2.7 g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。

.铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。

铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100 ℃~150 ℃时可制成薄于0.01 mm 的铝箔。

铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。

铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。

铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。

铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。

所以工业上应用非常广泛。

1 X射线衍射分析(XRD)1.1 X射线衍射仪仪器核心部件:光源---高压发生器与X 光管、精度测角仪、光学系统、探测器、控测,数据采集与数据处理软件、X射线衍射应用软件。

定性相分析(物相鉴定):目的:分析试样属何物质,那种晶体结构,并确定其化学式。

原理:任何结晶物质均具有特定结晶结构(结晶类型,晶胞大小及质点种类,数目分布)和组成元素。

一种物质有自已独特衍射谱与之对应,多相物质的衍射谱为各个物相行对谱的叠加。

材料现代分析方法绪论

材料现代分析方法绪论

扫描电镜
扫描隧道电 镜
OM
Ni-Cr合金的铸造组织
SEM
人类血细胞SEM照片
TEM
碳纳米管TEM照片
SPM
云母的表面原子阵列
图为IBM公司的Eigler博士用扫描探针显微镜(SPM)搬动 35个氙原子绘制的“IBM”字样。如果这种原子搬动技术 被巧妙使用的话,就完全可以绘制成美妙的原子艺术画。
不良品
良品
齿轮疲劳失效,是由于渗 碳处理不均匀,根本原因 在于硅的偏聚。
浸炭不 良部
不良品

良品
Si
XPS X射线光电子能谱
3. 4 分子结构分析
利用电磁波与分子键和原子核的作用,获得分 子结构信息。
红外光谱(IR)、拉曼光谱(Raman)、荧 光光谱(PL)等是利用电磁波与分子键作用 时的吸收或发射效应;
而核磁共振(NMR)则是利用原子核与电磁 波的作用来获得分子结构信息的。
4设计材料的开发
对于新材料的发现和研制,材料开发循环过程为:
功能需求分析一确定性能指标一确定材料体系 和加工方法一材料成分设计和工艺参数优化性能 评价一应用产品失效分析,然后进入下一乾循环, 直至达到预定要求(如图)。
例:如何分析聚合物材料
绪论
1.材料现代分析方法的概念 2.材料分析的内容及相应的分析方法 3.材料分析的理论依据
3.1 组织形貌分析 3.2 相结构分析 3.3 成分和价键分析 3.4分子结构分析
4.设计材料的开发 5.本课程的结构和特点
1.材料现代分析方法
材料现代分析方法是关于材料分析测试技术及其有关理论的 一门课程。 成分、结构、加工和性能是材料科学与工程的四个基本要素, 成分和结构从根本上决定了材料的性能,对材料的成分和结 构的进行精确表征是材料研究的基本要求,也是实现性能控 制的前提。

《材料现代分析方法》课程教学的改革与实践

《材料现代分析方法》课程教学的改革与实践

156044 学科教育论文《材料现代分析方法》课程教学的改革与实践能源与环境问题是当今世界的两大主题,而材料又是能源和环境工业技术的技术基础。

因此,掌握材料的分析方法、表征手段对合成制备新型材料至关重要。

材料现代分析方法是材料科学的重要工具,该课程主要介绍材料的现代分析方法和检测技术,具体包括透射电镜、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱、粉末X射线衍射等。

学习这些分析方法的原理、技术和操作要领对认识和理解材料的内涵,提高对材料的结构分析十分重要。

因此这门课程也是材料类专业的本科生与研究生必修的一门专业学位课[1]。

材料现代分析方法设计到的技术原理多,内容广泛,而且有些原理比较抽象,公示的推导也比较多,因此,学习起来比较枯燥,缺乏学习的自主性。

但另一方面,这门课又非常重要,因此,如何开展好这门课的教学与实践显得非常重要[2]。

本文结合本校材料科学与工程专业的自身特点大纲要求,从《材料现代分析方法》课程的培养目标及材料学科的发展方向出发,分析了影响《材料现代分析方法》课程教学质量的关键因素,并通过实践,提出了行之有效的教学方法和改革措施,取得了良好的教学效果。

1 传统《材料现代分析方法》课程教学存在的主要问题材料学科是一门交叉学科,设计到物理、化学和数学等学科的融合。

对于《材料现代分析方法》这门课来讲,重点设计到物理和数学两个学科。

因此,涉及到的内容覆盖面广,知识点多,并且随着科技的发展,各种新的材料测试表征手段层出不穷,但计划课时少,因此,如何选择合适的教材和优化课程设置成为《材料现代分析方法》课程存在的主要问题。

1.1 教材的选择在教材的选用上,要重视传统分析方法和现代分析方法的融合。

因此,不光要让学生掌握传统分析方法的技术和理论基础,而且在要重视在传统分析方法上发展起来的新技术。

教材的选择不一定要新,而且要注重其内容。

因为传统分析方法是新技术方法的技术基础。

有些教材中的主要内容难免过时冗长,而有些教材的内容又过于前沿,对一些基本理论和基础知识的讲解不够。

材料现代分析与测试技术论文

材料现代分析与测试技术论文

材料结构分析结课论文学院:物理化学学院专业班级:应化1001 姓名:学号: 311013030110材料现代分析与测试技术论文随着经济的迅速发展,人们对材料的需求日益增加。

为了满足这些现代技术对材料的需求,世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

功能材料作为现代技术的标志,引起了各国的关注,已经成为材料科学中的一个分支学科,并在不同程度上推动或加速了各种现代技术的进一步发展。

本篇综述简单介绍了功能材料的材料是现代科技和国民经济的物质基础。

一个国家生产材料的品种、数量和质量是衡量其科技和经济发展水平的重要标志。

因此,现在称材料、信息和能源为现代文明的三大支柱,又把新材料、信息和生物技术作为新技术革命的主要标志。

材料的发展虽然历史悠久,但作为一门独立的学科始于20世纪60年代。

材料的研究和制造开始从经验的、定性的和宏观的向理论的、定量的和微观的发展。

20世纪70年代,美国学者首先提出材料科学与工程这个学科全称。

1975年美国科学院发表的《材料与人类》专著中[1],对材料科学与工程定义为:探索和应用材料的成分、结构、加工和其性质与应用之间关系的一门学科。

功能材料的概念是美国 Morton J A于1965年首先提出来的。

功能材料是指具有一种或几种特定功能的材料,如磁性材料、光学材料等,它具有优良的物理、化学和生物功能,在物件中起着“功能”的作用[2]。

20世纪60年代以来,各种现代技术的兴起,强烈刺激了功能材料的发展。

为了满足这些现代技术对材料的需求,世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

同时,由于固体物理、固体化学、量子理论、结构化学、生物物理和生物化学等学科的飞速发展以及各种制备功能材料的新技术和现代分析测试技术在功能材料研究和生产中的实际应用,许多新功能材料不仅已经在实验室中研制出来,而且已经批量生产和得到基本性能、特点和分类及其发展现状和发展趋势。

(1)X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD) 原理:根据布拉格公式:2dsinθ=λ可知,对于一定的晶体,面间距d一定,有两种途径可以使晶体面满足衍射条件,即改变波长λ或改变掠射角θ。

建筑材料分析论文

建筑材料分析论文

建筑材料分析论文关于《建筑材料分析论文》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。

新型建筑材料及其制品工业是建立在技术进步、保护环境和资源综合利用基础上的新兴产业。

如下是小编给大家整理的建筑材料论文,希望对大家有所作用。

建筑材料分析论文篇【一】摘要墙体材料革新“十五规划”发展重点说道,新型墙体材料要适应建筑功能的改善和建筑节能的要求,积极发展利用当地资源、低能耗、低污染、高性能、高强度、多功能、系列化、能够提高施工效率的新型墙体材料。

积极发展新型墙体材料是国策之一。

关键词:新型节能墙体材料引言在现代社会,人类不但讲究住的舒服,还有住的健康。

墙体材料改革可以节约材料,节约资金,符合可持续发展的要求,还可以促进住宅建筑的节能。

所谓可持续发展,既要满足当代人的利益,又不能损害后代的利益。

原国家建材局结合建材工业的发展实际,把搞好资源综合利用、搞好环保、实现可持续发展作为建材工业转变经济增长方式的必然要求和主要途径,制定了建材工业的发展规划。

一、墙体材料现状墙体材料包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖、砂浆、混凝土砌块、混凝土空心砌块、毛石、毛料石等。

实心粘土砖消耗大量粘土,严重占用耕地,大大不利于可持续发展。

2002年有170个城市签订了于2003年6月底前在城市内全面禁用实心砖的协议。

采用实心粘土砖的民用建筑每平米应多交14元的粘土砖“限制使用费”和50元的“调节税”。

在我国城市采用砌块建筑的差别和发展都是很大的。

从1995年起,上海市开始采用混凝土小型空心砌块建成10个住宅试点小区,总面积达1,000,000平米。

至1997年扩大到44个,总建筑面积达4,500,000平米.二、墙体材料改革途径(一)墙体改革途径之一—烧制品《烧结空心砖和空心砌块》(gb135452003)已颁布并于2003年10月1日起开始实施。

按主要原料分为粘土空心砖和砌块(n)、页岩砖和砌块(y)、煤矸石砖和砌块(m)、粉煤灰砖和砌块(f)。

《材料现代分析技术》课程教学方法研究与实践

《材料现代分析技术》课程教学方法研究与实践

《材料现代分析技术》课程教学方法研究与实践一、引言《材料现代分析技术》课程是材料科学与工程类专业的一门专业特色课,是该专业的主干课程,在整个培养计划的专业课程架构中起着至关重要的作用。

众所周知,材料是人类进化史的里程碑、现代文明的重要支柱、发展高新技术的基础和先导。

现代材料的发展在很大程度上依赖于对材料性能与其成分及显微组织关系的理解。

材料现代分析技术和仪器的发展,加深了对材料结构和性质的认识,促进了对材料本质的了解,使得对材料的组分构成、制备方法和工艺、组织结构与性能,以及它们之间的相互关系的研究愈来愈深入,为材料科学理论体系的形成打下坚实的基础。

国内的清华大学、哈尔滨工业大学的材料(金属材料、无机非金属材料及有机高分子材料)及热加工(热处理、铸造、锻压、焊接)专业均开设了《材料现代分析技术》这门课,国外的如麻省理工学院的材料科学与工程专业也开设了《衍射与结构》、《材料的成像(微观分析)》等类似的课程。

由此可见,该课程在材料科学与工程类专业中的重要性。

由于不同学校的专业倾向性不同,课程整体设置不同,讲授内容和侧重点也不同,因此根据自身的情况开设一门符合本专业特点的《材料现代分析技术》课程是非常有必要的。

二、我校开设该课程的基本情况我校自2008 年成立材料科学与工程专业以来,所在的材料科学系就根据国家本科生培养计划,结合学校优势专业和重点发展方向设置了《材料现代分析技术》这门专业特色课。

我们选用获全国普通高等学校优秀教材一等奖,哈尔滨工业大学周玉院士主编的“十五”国家规划教材《材料分析测试技术》为主讲教材。

课程主要讲授的内容包括X射线衍射、电子衍射原理、电子光学基础、衍衬运动学基础等基本理论和X射线衍射仪、电子显微镜等现代仪器的基本原理和结构,重点讲授材料结构、晶体缺陷以及微区成分、微区形貌的基本方法,使学生掌握现代材料的分析测试方法和手段,提高研究和解决材料理论和工程实际问题的能力。

三、《材料现代分析技术》课程教学研究与实践该课程涉及大量材料科学和物理等领域的基础知识,也涉及理论知识的工程实践应用,还包含较多抽象的概念和晦涩难懂的公式推导,学生普遍反映该课程较难学。

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西安理工大学




课程名称:材料现代分析方法
代课教师:卢正欣
*名:***
专业:材料加工工程
学号: **********
目录
摘要 (1)
第1章扫描电子显微镜构造及原理 (2)
1.1构造 (2)
1.2工作原理 (2)
第2章材料的组织形貌观察 (4)
2.1断口分析 (4)
2.2镀层表面形貌分析和深度检测 (4)
2.3微区化学成分分析 (4)
第3章 SEM的缺陷 (6)
第4章结论 (7)
扫描电子显微镜的原理及其在材料上的应用
摘要
20世纪60年代中期扫描电子显微镜(SEM)的出现,使人类观察微小物质的能力有了质的飞跃。

相对于光学显微镜,SEM在分辨率、景深及微分析等方面具有巨大优越性,因而发展迅速,应用广泛。

随着科学技术的发展,使SEM 的性能不断提高,使用的范围也逐渐扩大。

近年来,随着现代科学技术的不断发展,相继开发了环境扫描电子显微镜(ESEM)、扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)等其他一些新的电子显微技术,这些技术的出现,显示了电子显微技术近年来自身得到了巨大的发展,尤其是大大扩展了电子显微技术的适用范围和应用领域。

在材料科学中的应用使材料科学研究得到了快速发展,取得了许多新的研究成果。

第1章扫描电子显微镜构造及原理
1.1构造
扫描电子显微镜由以下基本部分组成(如
图1-1所示):产生电子束的柱形镜筒,电子束
与样品发生相互作用的样品室,检测样品室所
产生信号的探头,以及将信号变图像的数据处
理与显示系统。

镜筒顶端电子枪发射出的电子由静电场
引导,沿镜筒向下加速。

在镜筒中,通过一系
列电磁透镜将电子束聚焦并射向样品。

靠近镜
筒底部,在样品表面上方,扫描线圈使电子束
以光栅扫描方式偏转。

最后一级电磁透镜把电
子束聚焦成一个尽可能小的斑点射入样品,从而激发出各种成像信号,其强弱随样品表面的形貌和组成元素不同而变化。

仪器(具有数字成像能力)将探头送来的信号加以处理并送至显示屏,即可显示出样品表面各点图像。

图1-1 扫描电子显微镜结构原理框图
1.2工作原理
扫描电镜是在加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集成细小的电子束。

在试样表面进行扫描,激发出各种信息,通过这些信息的接收、放大和显示成像,以便对试样表面进行分析。

入射电子与试样相互作用产生如表一所示的信息种类。

表一扫描电镜中主要信号及其功能
收集信号类别功能
二次电子形貌观察
背散射电子成分分析
特征X射线成分分析
俄歇电子成分分析
这些信息的二维强度分布随试样表面的
特征面变(这些特征有表面形貌、成分、晶体
取向、电磁特性等),是将各种探测器收集到
的信息按顺序、成比率地转换成视频信号,在
传送到同步扫描的显像管并调制其亮度,就可
以得到一个反应试样表面状况的扫描图。

如果将探测器接受到的信号进行数字化处理即转变成数字信号,就可以由计算机做进一步的处理和存储。

扫描电镜主要是针对具有高低差较大,粗糙不平的厚块试样进行观察,因而在设计上突出了景深效果,一般用来分析断口以及未经人工处理的自然表面。

扫描电镜可做如下观察:
(1)试样表面的凹凸和形状;
(2)试样表面的组成分布;
(3)可测量试样晶体的晶向及晶格常数;
(4)发光性样品的结构缺陷,杂质的检测及生物抗体的研究;
(5)电位分布;
(6)观察半导体器件结构部分的动作状态;
(7)强磁性体的磁区观察等。

扫描电子显微镜有如下其中分类方法:
(1)按照电子枪种类分:钨丝枪、六硼化镧、场发射电子枪;
(2)按照样品室的真空度分:高真空模式、低真空模式、环境模式;
(3)按照真空泵分:油扩散泵、分子泵;
(4)按照自动化程度分:自动、手动;
(5)按照操作方式分:旋钮操作、鼠标操作;
(6)按照电器控制系统分:模拟控制、数字控制;
(7)按照图像显示系统分:模拟显像、数字显像。

第2章材料的组织形貌观察
2.1断口分析
现代工业产品零件虽然经过精心设计、慎重选材、精确制造,但由于实际生产和使用中的种种复杂原因,零件断裂损坏的现象仍然不断发生,极大地影响了生产的顺利进行和使用的安全,甚至造成灾难性事故。

为了提高产品质量、保证使用安全,避免灾难性事故重演,人们常常借助扫描电镜分析断口的破坏特征、零件内部的结构及缺陷,从而判断零件损坏的原因。

众所周知,反射式的光学显微镜直接观察大块试样很方便,但其分辨率、放大倍数和景深都比较低。

因此在一定程度上限制了它们的使用范围。

扫描电子显微镜的样品制备简单,可以实现试样从低倍到高倍的定位分析;在样品室中的断口试样不仅可以沿三维空间移动,还能够根据观察需要进行空间转动,以利于使用者对感兴趣的断裂部位进行连续、系统的观察分析;扫描电子显微断口图像因真实、清晰、并富有立体感,在金属断口和显微组织三维形态的观察研究方面获得了广泛地应用。

工程中使用损坏的零件断口清洗后,导电样品可直接进行观察;不导电样品(塑料、陶瓷等)在真空喷涂仪中沉积碳、金、银等抗腐蚀和二次电子丰富的元素,保证样品具有较好的导电性,以防图像畸变。

2.2镀层表面形貌分析和深度检测
金属材料零件在使用过程中不可避免地会遭受环境的侵蚀,容易发生腐蚀现象。

为保护母材,成品件常常需要进行诸如磷化、达克罗等表面防腐处理。

有时,为利于机加工,在工序之间也进行镀膜处理。

由于镀膜的表面形貌和深度对使用性能具有重要影响,所以常常被作为研究的技术指标。

镀膜的深度很薄,由于光学显微镜放大倍数的局限性,使用金相方法检测镀膜的深度和镀层与母材的结合情况比较困难,而扫描电镜却可以很容易完成。

使用扫描电镜观察分析镀层表面形貌是方便、易行的最有效的方法,样品无需制备,只需直接放入样品室内即可放大观察。

2.3微区化学成分分析
在实际断口分析工作中,往往在获得断口形貌放大像后,希望能在同一台仪器上进行原位化学成分或晶体结构分析,提供包括形貌、成分、晶体结构或位向在内的丰富资料,以便能够更全面、客观地进行判断分析。

为此,相继出现了扫描电子显微镜—电子探针多种分析功能的组合型仪器。

扫描电子显微镜如配有X
射线能谱(EDS)和X射线波谱成分分析等电子探针附件,可分析样品微区的化学成分等信息。

材料内部的夹杂物往往是裂纹的发源地,由于它们的体积细小。

因此,无法采用常规的化学方法进行定位鉴定。

扫描电镜配备电子探针后,不仅可以为夹杂物定性,还可以检测断面上的腐蚀物、磨屑等微量物质。

微区成分分析的结果往往为断裂失效分析的提供重要的线索和数据。

目前,工程材料失效分析常用的电子探针的基本工作方式为:
(1)对样品表面选定微区作定点的全谱扫描定性或半定量分析,以及对其中所含元素浓度的定量分析。

(2)电子束沿样品表面选定的直线轨迹作所含元素浓度的线扫描分析。

(3)电子束在样品表面作面扫描,以特定元素的X射线讯号调制阴极射线管荧光屏亮度,给出该元素浓度分布的扫描图像。

一般而言,常用的X射线能谱仪能检测到的成分含量下限为0.1%(质量分数)。

可以应用在判定合金中析出相或固溶体的组成、测定金属及合金中各种元素的偏析、研究电镀等工艺过程形成的异种金属的结合状态、研究摩擦和磨损过程中的金属转移现象以及失效件表面的析出物或腐蚀产物的鉴别等方面。

第3章SEM的缺陷
由于工作原理及结构上的一些限制,使常规SEM的使用性能和适用范围受到很大影响。

归纳起来,这些影响主要有:
(1)样品必须干净、干燥。

肮脏、潮湿的样品会使仪器真空度下降,并可能在镜筒内各狭缝、样品室壁上留下沉积物,从而降低成像性能并给探头或电子枪造成损害。

此限制使得对各种各样的含水样品不能在自然状态下观察。

同样对挥发样品也不能观察。

(2)样品必须有导电性。

这是因为电子束在与样品相互作用时,会在样品表面沉积相当可观的电荷。

若样品不导电,电荷积累所形成的电场会使作为SEM 成像信号的二次电子发射状况发生变化,极端情况下甚至会使电子束改变方向而使图像失真。

因此观察绝缘样品时,必须采取各种措施来消除所沉积的电荷,如在样品表面做导电性涂层或进行低压电荷平衡。

然而这些措施的采用,对仪器本身提出更高要求,并使样品预处理变的繁琐、复杂。

而导电涂层又带来了新问题:涂层是否会显著地改变样品外貌?涂层后的样品图像是涂层图像而非样品图像,这两者是否完全相同?
(3)SEM信号探头使用光电倍增管放大原始成像信号,它对光、热非常敏感,因此不能观察发光或高温样品。

成像过程中观察窗、照明器不能打开,给观察过程带来极大不便。

第4章结论
扫描电子显微镜在材料的分析和研究方面应用十分广泛,主要应用于材料断口分析、微区成分分析、各种镀膜表面形貌分析、层厚测量和显微组成形貌及纳米材料分析等。

随着材料科学和高科技的迅速发展,这样也迫使检测技术水平不断提高。

目前,高温样品台、动态拉伸台、能谱仪和扫描电镜的组合,这样扫描电镜在得到较好的试样形貌像的前提下,同时得到成分信息和晶体学的信息,使得扫描电镜必将在材料工艺研究和品种开发等方面发挥更大的作用。

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