各种材料学分析测试技术总结

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材料分析技术总结

材料分析技术总结

明场像:用另外得装置来移动物镜光阑,使得只有未散射得透射电子束通过它,其她衍射得电子束被光阑挡掉,由此所得到得图像被称为明场像(BF)。

暗场像:只有衍射电子束通过物镜光阑,透射电子束被光阑挡掉,称由此所得到得图像为暗场像(DF)。

散射电子成像,像有畸变:分辨率低通过调节中间镜得电流就可以得到不同放大倍数得明场像与暗场像.中心暗场像:使入射电子束偏转2θ,使得衍射束平行于物镜光轴通过物镜光阑。

这种方法称为中心暗场成像。

射电子束对试样倾斜照明,得到得暗场像.像不畸变:分辨率高八强线:三强线:第一强锋,第二强峰及第三强峰得峰强:峰位:半峰宽等参数点阵消光:由于晶胞中点阵位置而导致得│F|2=0得现象.结构消光:在点阵消光得基础上,因结构基元内原子位置不同而进一步产生得附加消光现象,称为结构消光.系统消光:晶体衍射实验数据中出现某类衍射系统消失得现象。

吸收限:X射线照射固体物质产生光子效应时能量阀值对应得波长称为物质得吸收限。

短波限:极限情况下,能量为eV得电子在碰撞中一下子把能量全部转给光子,那么该光子获得最高能量与具有最短波长。

荧光X射线:当入射得X射线光量子得能量足够大将原子内层电子击出,外层电子向内层跃迁,辐射出波长严格一定得X射线。

特征X射线:处于激发状态得原子有自发回到稳定状态得倾向,此时外层电子将填充内层空位,相应伴随着原子能量得降低.原子从高能态变成低能态时,多出得能量以X射线形式辐射出来。

二次电子:当入射电子与原子核外电子发生交互作用时,会使原子失掉电子而变成离子,这个脱离原子得电子称为二次电子.背散射电子:入射电子与固体作用后又离开固体得总电子流。

俄歇电子:由于原子中得电子被激发而产生得次级电子,在原子壳层中产生电子空穴后,处于高能级得电子可以跃迁到这一层,同时释放能量。

当释放得能量传递到另一层得一个电子,这个电子就可以脱离原子发射,被称为俄歇电子。

衬度光阑:衬度光阑又称为物镜光阑,通常它被放在物镜得后焦面上。

材料分析方法总结

材料分析方法总结

材料分析方法总结材料分析方法是一种用于研究材料性质和品质的科学手段。

随着科技的不断进步,各种材料分析方法也不断涌现,为我们认识材料的微观结构和性能提供了强有力的工具。

本文将就几种常见的材料分析方法进行简要介绍和分析。

一、X射线衍射(XRD)X射线衍射是一种通过材料中晶体的结构信息而研究物质性质的方法。

当X射线照射到晶体上时,由于晶体的晶格结构,X射线会发生衍射现象,形成特定的衍射图样。

通过分析和解读衍射图样,我们可以获得晶体的晶胞参数、晶体结构和晶体取向等信息。

该方法非常适合用于分析晶体材料、无定形材料和薄膜等样品的结构特性。

二、扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜是一种利用电子束与物质相互作用产生的信号来观察和分析材料微观形貌和结构的仪器。

相比传统光学显微镜,SEM具有更高的分辨率和放大倍数,可以观察到更小尺寸的样品结构和表面形貌。

通过SEM的图像分析,可以得到材料表面形貌、粒径分布、表面缺陷和微观结构等信息,对于材料的微观性能研究和质量控制具有重要意义。

三、傅里叶变换红外光谱(FTIR)傅里叶变换红外光谱是一种通过检测材料在红外波段的吸收和散射谱线,来研究材料组成和化学结构的方法。

物质的分子具有特定的振动模式,当红外辐射通过样品时,根据样品对不同波长的红外辐射的吸收情况,我们可以获得样品分子的化学键、官能团和其他结构信息。

因此,FTIR可用于鉴定和分析有机物、聚合物和无机物等材料。

四、热重分析(TGA)热重分析是利用材料在升温或降温过程中质量的变化来研究材料热特性和失重行为的方法。

在TGA实验中,材料样品被加热,同时装有高精度天平的仪器记录样品质量的变化。

通过分析反应前后质量变化曲线,我们可以推断样品中的各类组分和反应过程。

TGA在材料的热稳定性、相变行为、降解特性和组分分析等方面起着重要作用。

五、原子力显微镜(AFM)原子力显微镜是利用探测器的探针扫描物体表面的力的变化来观察样品的表面形貌和研究材料的物理性质。

各种材料学分析测试技术总结

各种材料学分析测试技术总结
背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。[1]能量很高,有相当部分接近入射电子能量E 0,在试样中产生的范围大,像的分辨率低。背散射电子发射系数η=I B /I 0随原子序数增大而增大。作用体积随入射束能量增加而增大,但发射系数变化不大。
背散射电子(back scattered electron)
与光学显微镜的成像原理基本一样,所不同的是前者用电子束作光源,用电磁场作透镜。
透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或照相底片上进行观察
SEM是电子束激发出表面次级电子,而TEM是穿透试样,而电子束穿透能力很弱,所以TEM样品要求很薄,
0.2nm
近百万倍
亚显微结构、超微结构
TEM可以标定晶格常数,从而确定物相结构;SEM主要可以标定某一处的元素含量,但无法准确测定结构。
SEM是扫描电镜,所加电压比较低,只是扫描用的,相当于高倍的显微镜TEM是透射电镜,所加电压高,可以打透样品,
HRTEM
高分辨透射电镜
High resolution transmission electron microscope
使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构,甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构,比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。
sem
tem
区别
SEM的样品中被激发出来的二次电子和背散射电子被收集而成像. TEM可以表征样品的质厚衬度,也可以表征样品的内部晶格结构。TEM的分辨率比SEM要高一些。
SEM样品要求不算严苛,而TEM样品观察的部分必须减薄到100nm厚度以下,一般做成直径3mm的片,然后去做离子减薄,或双喷。

材料分析技术总结

材料分析技术总结

材料分析技术总结材料分析技术是指通过对材料的组成、结构、物性等相关特征进行研究和分析的一系列技术方法。

这些技术方法主要用于材料的质量控制、性能评估、研发和改进等方面,对提高材料的质量和功能具有重要意义。

下面将对常见的材料分析技术进行总结。

1.光谱分析技术:包括紫外-可见-近红外光谱分析、红外光谱分析、拉曼光谱分析等。

这些技术通过测量材料在特定波长的光线作用下的光谱响应,可以获取材料的分子结构、化学键、官能团等信息。

2.质谱分析技术:通过测定物质中离子的质量和相对丰度来获得样品的化学组成和结构信息。

质谱技术可分为质谱法和质谱图谱两种类型,常见的质谱技术包括质谱仪、飞行时间质谱、四极杆质谱等。

3.热分析技术:如热重分析、差热分析等。

热分析技术通过测量材料在不同温度下的质量变化和热变化,可以获取材料的热性质、热稳定性等信息。

4.表面分析技术:如扫描电子显微镜、原子力显微镜等。

表面分析技术用于研究材料的表面形貌、结构、成分和性质等方面,可以观察材料表面的微观形态和纳米结构。

5.X射线分析技术:包括X射线衍射分析、X射线荧光光谱分析、X 射线光电子能谱分析等。

这些技术使用X射线相互作用与材料,获取材料的结晶结构、晶格参数、元素成分等信息。

6.电子显微分析技术:包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜等。

电子显微分析技术通过对材料进行高分辨率的电子显微镜观察,可以获得材料的晶体结构、孔隙结构、粒度分布等信息。

7.表面等离子体共振技术:使用光或电等激发方式,利用表面等离子体共振效应对材料进行分析。

这些技术用于研究材料的表面电荷状态、吸附性能、化学反应过程等。

8.核磁共振技术:如核磁共振谱、电子自旋共振谱等。

核磁共振技术通过测量样品中原子核在不同磁场下的谱线分布,可以获取材料的化学环境、分子结构等信息。

9.纳米技术:纳米技术是一种通过改变材料的尺寸和形态来改变材料特性的技术。

纳米技术包括纳米材料制备、组装、表征等方面的技术。

材料分析方法总结

材料分析方法总结

材料分析方法总结材料分析方法是指通过一系列科学技术手段对材料进行分析和测试,以获取材料的组成、结构、性能等信息的过程。

材料分析方法在材料科学领域具有重要意义,它为材料研究和工程应用提供了可靠的数据支持。

下面将对常见的材料分析方法进行总结和介绍。

一、光学显微镜。

光学显微镜是一种常用的材料分析仪器,它能够通过光学放大原理对材料进行观察和分析。

通过光学显微镜可以观察材料的表面形貌、结构特征和晶体形貌,对金相组织、晶体缺陷等进行分析。

光学显微镜操作简单,成本低,适用于金属、陶瓷、塑料等材料的分析。

二、扫描电子显微镜(SEM)。

扫描电子显微镜是一种高分辨率的显微镜,它通过电子束与样品相互作用,利用信号的不同来获取样品表面形貌、成分分布、晶体结构等信息。

SEM具有高放大倍数、高分辨率、能够对非导电材料进行分析等特点,适用于金属、陶瓷、复合材料等材料的表面形貌和微观结构分析。

三、X射线衍射(XRD)。

X射线衍射是一种利用X射线与材料相互作用来获取材料结构信息的方法。

通过X射线衍射可以确定材料的晶体结构、晶粒尺寸、晶格常数等信息,对于无机材料、金属材料、无机非金属材料的结构分析具有重要意义。

四、质谱分析。

质谱分析是一种通过对材料中各种元素进行分析和检测,以获取材料成分和含量信息的方法。

质谱分析具有高灵敏度、高分辨率、能够对微量元素进行分析的特点,适用于材料成分分析、材料表面成分分析等领域。

五、热分析。

热分析是一种通过对材料在控制温度条件下的物理、化学性质变化进行分析的方法。

常见的热分析方法包括热重分析(TG)、差热分析(DSC)、热膨胀分析(TMA)等,它们可以用于材料的热稳定性、热动力学参数、相变温度等方面的分析。

六、原子力显微镜(AFM)。

原子力显微镜是一种近场显微镜,它能够对材料表面进行原子尺度的表征和分析。

AFM具有高分辨率、三维表征、原子尺度的表面形貌分析等特点,适用于纳米材料、生物材料、薄膜材料等的表面形貌和性能分析。

材料分析方法总结

材料分析方法总结

材料分析方法总结材料是现代工业中不可缺少的一环,而材料的质量也直接影响着产品的性能和品质。

为了保证材料的质量,科学家们在不断探索新的材料分析方法。

本文将对几种常用的材料分析方法进行总结。

1. X射线衍射法X射线衍射法是一种广泛应用于材料分析的非破坏性测试方法。

它通过将X射线投射到材料上,并记录反射和散射的X射线来分析材料的晶体结构和化学成分。

这种方法适用于分析晶体,陶瓷、金属、粉末、涂料等材料的结构。

2. 扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜(SEM)是一种通过扫描专用电子束来实现高分辨率成像的仪器。

它主要用于表面形貌和微观结构的分析。

这种方法适用于分析金属、陶瓷、高分子材料、纳米颗粒等材料。

3. 原子力显微镜(AFM)原子力显微镜(AFM)是一种利用扫描探针进行表面成像的技术。

探针末端的尖端可以感知为表面提供足够的分辨率和精度。

这种方法适用于对纳米颗粒、表面形貌、物性、焊点和电性进行研究。

AFM在纳米领域的研究中应用广泛。

4. 操作模态分析(OMA)操作模态分析(OMA)是一种实验模态分析技术,通过对振动信号的处理和分析来实现材料的动态特性分析。

这种方法适用于设计振动器件、安装大型机器及其分析结构和疲劳寿命。

在固体、液体、气体中的物理情况下可以应用到OMA分析中。

5. 热重分析(TGA)热重分析(TGA)是一种非常有用的方法,可以在微观和宏观水平上实现对材料特性的分析。

它利用热重量差法分析在升温和等温条件下,材料的重量以及重量变化和热学性质。

这种方法适用于材料的分解、氧化和变化温度的测定。

同时还可以提供实际应用中需要的材料密度、表面面积、孔隙度及扰动过程参数等信息。

在工程领域中,材料分析是非常重要的一环,实现高质量,健康和可持续的生产会更加有挑战和漫长。

因此,科学家们一直在不断寻找新的材料分析方法,并不断完善现有的方法。

综合以上几种方法的优缺点,选择合适的方法来分析材料,可以有效提高材料质量,减少生产成本,提升产品品质。

材料分析方法总结

材料分析方法总结

材料分析方法总结材料分析方法是指一套用于对材料进行结构、成分、性能等方面的分析与测试的手段和技术。

材料分析方法的选择和应用能够帮助科研人员、工程师等从不同的角度了解材料的实际情况,进一步改进材料的性能,提高材料的应用价值。

本文将从几个主要的材料分析方法进行总结。

1.光学分析方法光学分析方法是利用光学原理对材料进行观测、测量和分析的方法。

常见的光学分析方法包括光学显微镜观察、扫描电子显微镜(SEM)观察、透射电子显微镜(TEM)观察等。

这些方法可以用来观察材料的表面形貌、内部结构、晶体缺陷等,对材料的性能和结构进行分析。

2.物理分析方法物理分析方法是通过对物理性质的测量与测试来分析材料的方法。

常见的物理分析方法包括热分析、电学测试、磁学测试等。

热分析方法可以通过对材料在不同温度下的热行为进行测试,了解材料的热稳定性、热膨胀性等;电学测试可以通过测量材料的导电、绝缘性能等来了解材料的电学特性;磁学测试可以测量材料的磁性,包括磁化率、磁导率等。

这些方法可以用来分析材料的物理性质以及材料与外界的相互作用。

3.化学分析方法化学分析方法是通过对材料进行化学性质的测量与测试来分析材料的方法。

常见的化学分析方法包括光谱分析、质谱分析、电化学分析等。

光谱分析可以通过测量材料对光的吸收、发射等来推断其成分,可以用来分析材料的种类、含量等;质谱分析可以通过测量材料中的分子或原子的质谱图谱来分析其化学成分;电化学分析可以通过测量材料在电场或电流的作用下的化学反应来分析其化学性质。

这些方法可以用来分析材料的成分、结构和化学性质等。

4.结构分析方法结构分析方法是通过对材料的晶体结构、分子结构等进行表征和分析来了解材料的性质和性能。

常见的结构分析方法包括X射线衍射分析、核磁共振分析、电子衍射分析等。

X射线衍射分析可以通过测量材料对X射线的散射来推断其晶体结构;核磁共振分析可以通过测量材料中原子核的共振频率来了解其分子结构。

这些方法可以用来研究材料的晶体结构、分子结构、晶格缺陷等。

材料分析方法知识总结

材料分析方法知识总结

材料分析方法知识总结1.结构分析方法:(1)X射线衍射:通过测量材料中X射线的衍射图案,可以确定材料晶体的结构和晶格常数。

(2)扫描电子显微镜(SEM):通过扫描电子束和样品表面相互作用产生的信号,可以获得材料的形貌、尺寸和组成等信息。

(3)透射电子显微镜(TEM):通过透射电子和样品相互作用产生的信号,可以观察到材料的超微结构和晶体缺陷等信息。

(4)原子力显微镜(AFM):通过测量样品表面与探针之间的相互作用力,可以获得材料表面的形貌和物理性质。

2.组成分析方法:(1)X射线荧光光谱(XRF):通过测量样品放射出的特定波长的X射线,可以获得样品中元素的含量和分布。

(2)能谱分析(ES):通过测量材料中宇宙射线与样品相互作用产生的信号,可以确定样品中所有元素的含量和相对比例。

(3)质谱分析(MS):通过测量样品中的化合物分子或离子的质量-电荷比,可以确定样品的组成和相对分子质量。

(4)核磁共振(NMR):通过测量样品中原子核的回复信号,可以获得样品的结构和分子组成等信息。

3.性能分析方法:(1)热重分析(TGA):通过测量材料在加热过程中的质量变化,可以确定样品的热稳定性和热分解特性等。

(2)差示扫描量热分析(DSC):通过测量样品在加热或冷却过程中的热量变化,可以获得样品的热性能和热转变特性等信息。

(3)拉伸试验:通过施加拉力对材料进行拉伸,可以获得材料的机械性能,如强度、伸长率和断裂韧性等。

(4)电化学测试:通过测量样品在电解液中的电流、电压和电荷等参数,可以评估样品的电化学性能,如电容、电阻和电化学反应速率等。

4.表面分析方法:(1)扫描电子能谱(SEE):通过测量样品表面与电子束相互作用产生的特定能量的电子,可以获得材料表面的元素组成和化学状态等信息。

(2)原子力显微镜(AFM):通过测量样品表面与探针之间的相互作用力,可以获得材料表面的形貌和物理性质。

(3)X射线光电子能谱(XPS):通过测量样品表面受激电子的能量分布和能级结构,可以分析样品的化学组成和表面的化学状态。

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到目前为止的大部分差热分析技术还不能进行定量分析工作,只能进行定性或半定量的分析工作,难以获得变化过程中的试样温度和反应动力学的数据。
DSC分析与差热分析相比,可以对热量作出更为准确的定量测量测试,具有比较敏感和需要样品量少等特点。
xrd是x射线衍射,可以分析物相,SEM是扫描电镜,主要是观察显微组织,TEM是透射电镜,主要观察超限微结构。AES是指能谱,主要分析浓度分布。STM扫描隧道显微镜,也是观察超微结构的。AFM是原子力显微镜,主要是观察表面形貌用的
用波谱仪(WDS)分析特征性X射线的波长
(或)用能谱仪(EDS)分析特征性X射线的能量。
由于X射线的波长与能量的关系为:γ=1.2396/E;式中波长γ的单位为纳米,能量E的单位是千电子伏。据此可以达到对微区中某种元素成分、含量范围进行定量分析的目的。
能分析微区、微粒(1μm3)成份(其他方法多为分析平均成份)z被测元素绝对感量可达10-14gz测量的相对灵敏度可达万分之一z分析元素范围:
当电子束照射样品时,入射电子在样品内遭到衍射时,会改变方向,甚至损失一部分能量(在非弹性散射的情况下)。在这种弹性和非弹性散射的过程中,有些入射电子累积散射角超过90度,并将重新从样品表面逸出。那么背散射电子就是由样品反射出来的初次电子,
XRD
X射线衍射,
X-ray diffraction
通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。
分辨率:3-4nm
放大倍数:20万倍
特征X射线、背散射电子的产生过程均与样品原子性质有关,可用于成分分析。
由于电子束只能穿透很浅表面,只能用于表面分析。
有很大的景深,视野大,成像立体,可直接观察表面的细微结构;
试样制备简单。
目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置,这样可以Hale Waihona Puke 时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析
原理
OM
光学显微镜
optical microscope
显微镜是利用凸透镜的放大成像原理,将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸,其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角(视角大的物体在视网膜上成像大),用角放大率M表示它们的放大本领。
大于0.2nm
看不清亚结构
EDS
能谱仪
(Energy Dispersive Spectrometer)
2.精密测定点阵参数常用于相图的固态溶解度曲线的测定。
3.取向分析包括测定单晶取向和多晶的结构(见择优取向)。
DSC
差示扫描量热法(differential scanning calorimetry)
在程序控制温度下,测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。
DSC和DTA仪器装置相似,所不同的是在试样和参比物容器下装有两组补偿加热丝,当试样在加热过程中由于热效应与参比物之间出现温差ΔT时,通过差热放大电路和差动热量补偿放大器,使流入补偿电热丝的电流发生变化,当试样吸热时,补偿放大器使试样一边的电流立即增大;反之,当试样放热时则使参比物一边的电流增大,直到两边热量平衡,温差ΔT消失为止。
SEM是利用电子和物质的相互作用,可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息,如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。
可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像
应用已知波长的X射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析;另一个是应用已知d的晶体来测量θ角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的粒子(原子、离子或分子)所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而使得散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量粒子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构,甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构,比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。
sem
tem
区别
SEM的样品中被激发出来的二次电子和背散射电子被收集而成像. TEM可以表征样品的质厚衬度,也可以表征样品的内部晶格结构。TEM的分辨率比SEM要高一些。
SEM样品要求不算严苛,而TEM样品观察的部分必须减薄到100nm厚度以下,一般做成直径3mm的片,然后去做离子减薄,或双喷。
扫描SEM
EDS(能谱)(分为点、线、面扫map)
TEM透射电镜
HRTM高分辨电镜
明场像
暗场像
选区电子衍射SAED
EBSD被散射模式(测晶粒角度)
光学显微镜OM
体势显微镜(涉及金属材料)
满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsinθ=nλ
X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。
1.物相分析是X射线衍射在金属中用得最多的方面,分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较,确定材料中存在的物相;后者则根据衍射花样的强度,确定材料中各相的含量。
利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射
介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段
当一束极细的高能入射电子轰击扫描样品表面时,被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子,以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。
试样在热反应时发生的热量变化,由于及时输入电功率而得到补偿,所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿加热丝的热功率之差随时间t的变化关系。如果升温速率恒定,记录的也就是热功率之差随温度T的变化关系。
在发生热效应时,试样与参比物及试样周围的环境有较大的温差,它们之间会进行热传递,降低了热效应测量的灵敏度和精确度。
高速运动电子束经电磁透镜聚焦成极细的探针(0.2μm到1μm)打在试样上,激发微区产生特征X-ray,再经X-ray光谱仪(WDS)或能谱仪(EDAX、EDS)测量特征X-ray的波长或能量,达到分析微区成分的目的。
运用电子探针发射具有10^3~10^4量级电子伏的电子微束,轰击固体试样表面的微区,激发其中的原子产生表微成分的物理信息(电子激发特征X射线);
电子探针(光谱仪)Z:11(Na)~92(U)
特殊Z:4(Be)~92(U)
能谱仪Z:12(Mg)~92(U)目前超薄窗口应用后可以达到Be
配合扫描附件时,可将形貌和成份分布显现出来z非破坏性测试,制样简单(断口、金相磨片)z相对可见光,谱线简单,分析方便
z能鉴别其他化学方法难分辨的稀土
背散射电子像
背散射电子像是在扫描电子显微镜中,通过电子枪产生的电子,经过加速磁场、偏转磁场后,照射到待检测的样品表面,待检测样品会反射一部分的电子,在扫描电子显微镜的工作镜腔里的背散射电子探头就会检测到这些被反射的电子,进而在检测器上所成的像。
电子照射到待测样品的过程中,样品能发射一部分电子,背散射电子探头就会检测到这些电子,从而产生相应的电信号,通过放大电路之后,在对其进行相应的转换,后在检测器上显示相应待检测样品表面的相关信息图像。
(分为点、线、面扫map)
各种元素具有自己的X射线特征波长,特征波长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量△E,能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。
探头:一般为Si(Li)锂硅半导体探头
探测面积:几平方毫米
分辨率(MnKa):~133eV
SEM
扫描电子显微镜
(scanning electron microscope)
TEM
透射电镜(transmission electron microscope
把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的影像,影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。
由于电子波长非常短,透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多,可以达到0.1~0.2nm,放大倍数为几万~百万倍。
类TEM
EPMA
(波谱)(背散射电子成像BSE)
电子探针显微分析仪
electron probe micro-analyzer
electronic probe wavelength
/energy dis-persive spectrometry
通过电磁线圈把电子束压缩的很细,可以想象成一个针尖,所以叫电子探针,一般电子探针特指配备了3~5道波谱系统,具有光学显微镜定位试样分析位置(满足罗兰圆需求,布拉格衍射原理)的微区分析仪器。电子探针EPMA有其独特的优势特点,是SEM EDS或SEM WDS所不能取代的。
高分辨电镜物镜极靴间距比较小,所以双倾台的转角相对于分析型的电镜要小一些。
HRTEM是透射电镜的一种,将晶面间距通过明暗条纹形象的表示出来。通过测定明暗条纹的间距,然后与晶体的标准晶面间距d对比,确定属于哪个晶面。这样很方便的标定出晶面取向,或者材料的生长方向。
用HRTEM研究纳米颗粒可以通过结合高分辨像和能谱分析结果来得到颗粒的结构和成分信息。
背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。[1]能量很高,有相当部分接近入射电子能量E 0,在试样中产生的范围大,像的分辨率低。背散射电子发射系数η=I B /I 0随原子序数增大而增大。作用体积随入射束能量增加而增大,但发射系数变化不大。
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