纳米材料的表征方法
纳米材料的光谱表征方法
纳米材料的光谱表征方法纳米材料是一种具有尺寸在纳米尺度范围内的物质，其具有独特的电子、光学、磁性等性质。
了解和掌握纳米材料的结构和性质对于研究和应用具有重要意义。
光谱表征方法是一种常用的手段，可以提供关于纳米材料的化学成分、晶体结构、光学性质等信息。
本文将重点介绍几种常见的纳米材料光谱表征方法。
一、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）紫外-可见吸收光谱是一种常用的方法，用于研究纳米材料在紫外-可见波段的吸收和反射特性。
利用UV-Vis光谱，可以推断纳米材料的能带结构、导电性、色散等信息。
此外，通过对比纳米材料样品的吸收光谱与标准物质的光谱进行比较，还可以定量分析纳米材料的成分。
二、拉曼光谱拉曼光谱是纳米材料表征中常用的非破坏性光谱技术之一。
拉曼散射现象产生的光谱可提供关于纳米材料的晶格振动、分子构型和化学键信息。
拉曼光谱的优点在于非常灵敏，能够检测到纳米材料的微小结构变化。
通过拉曼光谱分析，可以评估纳米材料的晶体质量、结晶度和应力等性质。
三、荧光光谱荧光光谱是通过激发纳米材料产生的荧光现象来研究其光学性质。
纳米材料荧光光谱的形状、位置和强度等信息能够揭示材料的发射能级、能带结构和激子自由性能。
同时，荧光光谱还可以用于检测纳米材料的缺陷及杂质。
四、X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种常用的确定纳米材料晶体结构的方法。
通过测量纳米材料的衍射图样，可以推断晶体的晶格结构和晶格参数。
此外，X射线衍射还能提供纳米材料的物相、晶粒尺寸及其分布等信息。
对于纳米材料的结构研究来说，X射线衍射是一种重要的工具。
五、透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种常用的纳米材料表征工具，能够提供高分辨率的显微图像。
通过TEM观察，可以获得纳米材料的形貌、尺寸、晶体结构等信息。
此外，TEM还可以进行选区电子衍射，从而获取纳米材料的晶格结构、晶格定向等信息。
总结起来，纳米材料的光谱表征方法包括紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱、荧光光谱、X射线衍射和透射电子显微镜。
纳米材料的表征方法
纳米材料的表征方法随着科技的快速发展，纳米材料逐渐成为各个领域的研究热点。
纳米材料的特殊性质和应用潜力使得其表征方法变得至关重要。
纳米材料的表征涉及到其形貌、尺寸、结构、成分以及物理和化学特性等方面的分析。
本文将介绍几种常用的纳米材料表征方法。
1. 扫描电子显微镜（SEM）SEM是一种基于电子束与材料相互作用的表征技术。
通过SEM可以获得纳米材料的形貌和表面特征。
它可以提供高分辨率的图像，从而使我们能够观察到纳米级别的细节。
同时，SEM还可以通过能谱分析技术（EDX）获得纳米材料的元素成分信息。
2. 透射电子显微镜（TEM）TEM是一种利用电子束通过纳米材料薄片进行投射和散射的方法来观察样品的结构和形貌的技术。
相比于SEM，TEM能够提供更高的分辨率，能够观察到更细微的细节。
利用TEM还可以确定纳米材料的晶体结构、晶格参数和晶面取向等信息。
3. X射线衍射（XRD）XRD是一种利用X射线与晶体相互作用的分析技术，对于纳米材料的晶体结构和成分分析十分重要。
通过测量样品散射的X射线的特征衍射图案，可以推断出纳米材料的晶体结构、晶格常数和相对晶体的定向度。
4. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）FTIR是一种用来分析纳米材料的化学组成和结构的技术。
它基于红外辐射与材料吸收光谱的原理，通过测量纳米材料吸收不同波长的红外光线的强度变化，从而得到样品的化学信息。
利用FTIR还可以检测纳米材料中的官能团和键的类型。
5. 激光粒度仪激光粒度仪是一种常用的用于测量纳米材料粒径分布的仪器。
它通过测量光散射的强度来确定样品中颗粒的尺寸分布。
激光粒度仪不仅可以提供纳米材料的平均粒径，还可以分析其尺寸分布的均匀性，从而对纳米材料的制备工艺进行优化。
除了以上介绍的几种常用的纳米材料表征方法，还有许多其他的技术可供选择，如原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱、热重分析（TGA）等。
选择适合的表征方法需要根据具体的研究目的和所要分析的属性来确定。
纳米材料的表征方法
STM的优点
它有原子量级的极高分辨率(横向可达0.1nm，纵向可达 0.01nm),即能直接观察到单原子层表面的局部结构 。 比如表 面缺陷、表面吸附体的形态和位置等. STM能够给出表面的三维图像 STM可在不同的环境条件下工作,包括真空、大气、低温,甚至 样品可浸在水中或电解液中,所以适用于研究环境因素对样品表 面的影响. 可研究纳米薄膜的分子结构.
原子力显微镜AFM
AFM的主要应用
纳米材料的 形貌测定 生物材料研 究 黏弹性材料 的表面加工
X射线衍射法（XRD）
XRD是鉴定物质晶相的有效手段。 利用XRD谱图可以推断出纳米材料的结晶度和 层状结构的有序度。 利用XRD图结合Debye-scherrer公式，又衍射 峰的半高宽计算对应晶面方向上的平均粒径 D=Rλ/βcosθ
பைடு நூலகம்
D为粒子直径，R为Scherrer常数（0.89）, λ为入射X光波长 （0.15406 nm），θ为衍射角（°），β为衍射峰的半高峰 宽（rad）。
XRD在纳米材料中的应用
物相结构的分析 介孔材料的分析 纳米薄膜的厚度以及界面结构的测定.
SEM的主要功能
三维形貌的观察和分析
观察分析纳米材料的形貌 直接观察大样品的原始表面
扫描隧道显微镜(STM)
扫描隧道显微 镜工作原理示 意图
STM针尖
STM在纳米材料中的应用
测量单分子、单个纳米颗粒、单根纳米线和纳米管 等的电学、力学以及化学特性.
对表面进行纳米加工,构建新一代的纳米电子器件.
磁原子力显微镜或者专用的仪器纳米材料表征手段透射电子显微镜tem的主要功能研究纳米材料的结晶情况观察纳米材料的形貌分散情况评估纳米粒子的粒径
纳米材料的机械性能表征方法
纳米材料的机械性能表征方法纳米材料是以纳米尺度为特征尺度的新型材料，其在材料科学和工程领域中具有广泛的应用前景。
然而，由于其特殊的尺度效应和表面效应等因素，纳米材料的机械性能表征变得更加困难和重要。
本文将介绍一些常见的纳米材料的机械性能表征方法。
1. 纳米压痕测试纳米压痕测试是一种常见的纳米力学实验测试方法，可以用于测量纳米材料的硬度、弹性模量、塑性变形等机械性能。
在该测试中，一种称为压头的纳米尺度探针被压入样品表面，通过记录探针在样品表面上的位移和力的关系，可以计算出样品的力位移曲线，并由此得到材料的硬度和弹性模量等性能参数。
2. 纳米拉伸测试纳米拉伸测试是用于测量纳米材料的拉伸性能的一种方法。
在该测试中，纳米材料的一端固定，另一端受力施加，通过拉伸过程中的应力和应变的测量，可以得到纳米材料的拉伸强度、断裂应变等性能参数。
这种方法通常需要高分辨率的力学测试仪器和纳米尺度的夹持装置。
3. 纳米压缩测试纳米压缩测试是一种用于测量纳米材料在压缩加载下的性能的方法。
在该测试中，纳米材料被夹持在两个探头之间，并施加压缩力。
通过测量压缩过程中的力和位移，可以计算出纳米材料的压缩强度、压缩应变等性能参数。
该方法也需要高分辨率的力学测试仪器和精确的夹持装置。
4. 纳米划痕测试纳米划痕测试是一种用于测量纳米材料硬度和耐磨性的方法。
在该测试中，一种称为纳米划痕仪的仪器通过在样品表面上施加载荷并移动探针来进行测试。
通过测量探针表面的位移和力的关系，可以得到纳米材料的硬度和耐磨性等性能参数。
5. 纳米压痕显微镜纳米压痕显微镜是一种结合显微镜和压痕测试的技术，可以对纳米材料的机械性能进行实时观察和表征。
通过纳米压痕显微镜，可以实时观察纳米材料在压痕测试中的力位移曲线、位移分布等信息，以及材料的表面形貌变化，从而进一步分析材料的机械性能。
总的来说，纳米材料的机械性能表征是一个复杂而重要的课题，需要结合多种表征方法来进行。
纳米材料化学反应中的表征及其机理研究
纳米材料化学反应中的表征及其机理研究近年来，纳米材料化学反应已经成为了科学界研究的热门话题。
这种反应采用纳米级别的材料作为反应物，通过化学反应中的一系列机理，生成新型的纳米材料。
但是，这些纳米材料的性质在很大程度上取决于其制备过程中的化学反应机理。
因此，在纳米材料化学反应中，通过表征反应物和反应产物的性质以及反应机理的研究，可以进一步提高纳米材料在材料科学、生物医学、能源等领域的应用。
一、表征纳米材料的常用方法1. 电子显微镜（electron microscopy）电子显微镜是表征纳米材料的重要工具之一。
其原理是利用高能的电子束来照射样品表面，从而观察样品表面的形貌和结构。
通过电子显微镜，可以精确地观测到纳米材料的大小、形状、晶体结构等特征，从而确定其纳米级别的性质。
2. X射线衍射（X-ray diffraction）X射线衍射是一种非常有效的检测物质晶体结构的工具。
其原理是利用X射线束通过样品时，X射线与晶体原子之间的相互作用使得X射线发生衍射现象。
通过测量衍射图案，或者称为探测样品对X射线反射的结构，可以确定样品中晶体的类型、晶格常数、晶粒大小、晶体缺陷等。
3. 红外光谱（infrared spectroscopy）红外光谱是在不破坏样品的条件下，利用红外光与样品相互作用，通过测定不同波数下样品吸收红外光的量来描述样品化学成分及其分子结构。
纳米材料通常有较大的表面积，因此相比通常的材料更容易被分散，表面分子对催化活性的影响将更加明显。
红外光谱可以对反应物的表面分子结构变化、吸附情况等作出精确的表征。
二、纳米材料化学反应机理的研究纳米材料化学反应的机理对其反应产物的性质具有重要影响。
常用的纳米材料化学反应机理研究方法包括多种追踪反应过程的技术，如原位光谱学、电子显微学、质谱分析和热重-气相色谱-质谱联用技术等。
1. 原位光谱学原位光谱学是一种实验室研究化学反应动力学的重要工具。
原位光谱学技术通过对反应物或产物在反应过程中的吸收或发射光谱进行实时监测，研究反应物质在不同条件下转化的速率、产物的种类和结构以及反应的机理。
纳米材料的制备与表征方法详解
纳米材料的制备与表征方法详解纳米材料是指具有至少一维尺寸在1-100纳米范围内的材料。
由于其特殊的尺寸效应和表面效应，纳米材料具有许多独特的物理、化学和生物性质，广泛应用于能源、电子、生物医学等领域。
本文将详细介绍纳米材料的制备与表征方法，以帮助读者更好地了解和应用这些材料。
一、纳米材料的制备方法1. 物理法物理法是指利用物理原理和方法制备纳米材料。
常见的物理法包括磁控溅射、蒸发凝聚、惰性气氛法等。
磁控溅射是将靶材置于真空室中，然后通过气体离子轰击靶材表面，使靶材原子冲击脱离并堆积在基底上，从而获得纳米薄膜。
蒸发凝聚是将材料加热到显著高于其熔点的温度，使其蒸发并在冷凝器上再凝结为纳米颗粒。
惰性气氛法是在惰性气氛中利用高温反应或氧化物还原反应生成纳米材料。
2. 化学法化学法是指利用化学反应和溶液合成方法制备纳米材料，常见的化学法包括溶胶-凝胶法、聚合物溶胶法等。
溶胶-凝胶法是将溶胶（纳米颗粒的前体）悬浮在溶液中，通过控制温度、浓度和pH值等条件使其凝胶形成纳米材料。
聚合物溶胶法是将聚合物与金属盐或金属前体形成配合物，然后通过控制溶液组成和pH值等条件制备纳米材料。
3. 生物法生物法是指利用生物体、生物分子和生物反应合成纳米材料。
常见的生物法有生物还原法、生物矿化法等。
生物还原法是利用微生物、酶或植物等生物体将金属离子还原为金属纳米材料。
生物矿化法是利用生物体或生物分子作为催化剂，在无机物晶体表面上沉积金属纳米颗粒。
二、纳米材料的表征方法1. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是用来观察纳米材料形貌和晶体结构的重要工具。
它通过透射电子束穿透样品，产生透射电镜像，并从中获得样品纳米颗粒的尺寸、形状和分布情况以及晶体结构信息。
2. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜可用于观察纳米材料的表面形貌和拓扑结构。
它通过聚焦电子束扫描样品表面，形成二次电子、反射电子和荧光X射线等信号，并通过探测二次电子图像来获得样品的表面形貌和微观结构。
纳米材料的表征方法和工具介绍
纳米材料的表征方法和工具介绍随着纳米科技的迅速发展，纳米材料的研究和应用越来越重要。
然而，纳米材料的特殊性质决定了常规材料表征方法的局限性，因此需要采用专门的方法和工具来对纳米材料进行表征。
本文将介绍几种常用的纳米材料表征方法和工具，帮助读者更好地了解纳米材料的特性。
在纳米材料的表征中，最常用的方法之一是透射电子显微镜（TEM）。
TEM利用电子束替代了可见光，可以提供比光学显微镜更高的分辨率。
通过将样品置于电子束中，可以观察纳米材料的形貌、尺寸和结构等。
此外，TEM还常常结合能量散射谱（EDS）分析，用于确定纳米材料的元素成分和组成。
TEM是一种非常强大的工具，可以提供关于纳米材料的详细微观结构信息。
扫描电子显微镜（SEM）是另一种常用的纳米材料表征工具。
不同于TEM，SEM可以提供更大的视野，并且可以用于观察表面形貌和表面组成。
SEM使用电子束扫描样品表面，通过测量电子的反射和散射来生成显微图像。
此外，SEM还可以通过探针激发技术（EDS）分析表面的元素成分。
与TEM相比，SEM更适用于纳米材料的表面形貌和排列的研究。
除了电子显微镜，纳米材料的结构表征也可以借助X射线衍射（XRD）来实现。
XRD是一种基于材料对X射线的散射规律进行分析的技术。
通过测量样品对X射线的散射强度和角度，可以确定纳米材料的结晶结构、晶粒大小和晶格参数等信息。
XRD常用于研究纳米材料的晶体结构和相变行为，对于纳米化材料的结构调控非常有价值。
此外，拉曼光谱也是一种常用的纳米材料表征方法。
拉曼光谱通过测量光的散射来获得样品的振动信息，可以得到纳米材料的分子结构、纳米颗粒的大小以及纳米结构的应变等信息。
相较于其他表征方法，拉曼光谱具有非侵入性、无需样品处理等优点，适用于对纳米材料进行原位、非破坏性的表征。
特别是在研究碳纳米管、纳米颗粒和纳米二维材料时，拉曼光谱被广泛应用。
另外，热重分析（TGA）也是表征纳米材料性质的重要方法之一。
纳米材料的表征方法与技巧
纳米材料的表征方法与技巧纳米材料是一种具有特殊尺寸和结构的材料，其尺寸在纳米级别（10^-9米）范围内。
由于纳米材料具有独特的物理、化学和力学特性，因此对其进行准确的表征是非常重要的。
本文将介绍几种常用的纳米材料表征方法与技巧，以帮助读者更好地了解和研究纳米材料。
1. 扫描电镜（SEM）扫描电镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）是一种常用的表征纳米材料形貌和表面形态的方法。
SEM利用电子束照射样品，然后测量样品放出的次级电子、反射电子或散射电子，通过扫描样品的表面，获得高分辨率的表面形貌信息。
SEM能够对纳米材料进行直接观察和分析，可以得到材料的形貌、尺寸、结构以及表面粗糙度等信息。
2. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，TEM）是一种用于观察纳米材料内部结构的高分辨率技术。
TEM利用电子束通过样品的方式，然后测量透射电子的强度，从而获得材料的原子级别结构和晶格信息。
TEM对于研究纳米材料的晶体结构、晶粒尺寸和界面特性等方面具有很高的分辨率和灵敏度。
3. X射线衍射（XRD）X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）是一种用于分析纳米材料结晶性质的重要手段。
通过照射样品表面的X射线，通过分析和测量样品对X射线的衍射图样，可以确定样品的晶体结构、晶体相对应的晶格参数以及晶粒尺寸等信息。
XRD对于研究纳米材料的晶体结构和晶体相变等方面具有很高的准确性和可靠性。
4. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）是一种用于表征纳米材料的化学组成和官能团的方法。
通过测量样品在红外区域的吸收和散射光谱，可以确定样品中存在的化学键和官能团类型，并帮助研究者了解纳米材料的结构和表面性质。
FTIR对于研究纳米材料的化学组成、官能团修饰以及材料与其他物质之间的相互作用具有重要意义。
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的样品厚度约200纳米。 目前，样品可以通过两种方法获得，一是表面复
型技术，二是样品减薄技术。
生物磁铁矿晶体的完好晶形 （TEM照片）
沙尘暴的矿物颗粒
海盐气溶胶颗粒；匈牙利上空大陆大气层中收集到的煤灰 /硫化物混合颗粒的TEI
3 、透射电镜观察法
观察纳米粒子平均直径或粒径的分布。
透射电镜观察法注意的问题： （1）测得的颗粒粒径是团聚体的粒径。 （2）测量结果缺乏统计性。 （3）电镜观察法测量得到的是颗粒度而不是晶粒度。
优点：可以直接观察颗粒的形貌，可以准确地得到球型度、 长径比等特殊数据。 缺点：代表性差，操作复杂，速度慢，不宜分析粒度范围 宽的样品。
可以进行形貌、物相、晶体结构和化学组成等的综合分析。
5.2.2 透射电镜（TEM）
透射电子显微镜是以波长很短的电子束做照明源，用
电磁透镜聚焦成像的一种具有高分辨本领，高放大倍数的
电子光学仪器。
近代TEM发展史上三个重要阶段
像衍理论(50－60年代) 高分辨像理论（70年代初） 高空间分辨分析电子显微学（ 70年代末，80年代初）
（3）电子显微镜
提高显微镜的分辨本领的关键是减小照明光的波长。 目前，电子显微镜放大倍数100万倍，点分辨本领0.3nm，
晶格分辨本领0.144nm。观察形貌，产生衍射。
（4）透射电子显微镜
（a）和透射光学显微镜 （b）的结构及光路简图
电子枪
（5）电子显微分析
电子显微分析是利用聚焦电子束与式样物质相互作用产生 各种物理信号，分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化 学组成。
方法： 1、透射电镜（TEM） 2、扫描电镜（SEM） 3、电子探针（EMPA）
电子显微分析特点：
1、不破坏样品，直接用陶瓷等多晶材料。 2、是一种微区分析方法，了解成分-结构的微区变化。 3、灵敏度高，成像分辨率高，为0.2-0.3nm，能进行nm
尺度的晶体结构及化学组成分析。 4、各种电子显微分析仪器日益向多功能、综合性发展，
① 表格法：用表格的方法将粒 径区间分布、累计分布一一列 出的方法。
② 图形法：在直角座标系中用
直方图和曲线等形式表示粒度
90
分布的方法。
80 70
60
50
40
30
③ 函数法：用数学函数表示粒
20 10
度分布的方法。
0 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度
2cm
4cm
（9）粒径和等效粒径： 等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特性与同质的球形颗 粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个 实际颗粒的直径。等效粒径具体有如下几种： ① 等效体积径 、② 等效沉速径、 ③ 等效电阻径、④ 等效投影面积径。
成的更大的颗粒。团聚体可分为硬团聚体和软团聚体两种。
（6）二次颗粒：是指人为制造的粉料团聚颗粒。例如制备陶 瓷的工艺过程中所说的“造粒”就是制造二次颗粒。
（7）粒径：所谓粒径，就是颗粒的直径、大小或尺寸。 粒径的科学定义如下：
当被测颗粒的某种物理特性或物理行为与某一直径的同质 球体(或其组合)最相近时，就把该球体的直径(或其组合)作为 被测颗粒的等效粒径(或粒度分布)。 （8）粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒 占粉体总量的百分数。有区间分布SS902电镜
加速电压50KV、80KV W灯丝 顶插式样品台 能量分辨率1.5ev 倾转角度α=±60度
转动4000
电子光学系统，又称镜筒，是电子显微镜的主体。
照明 系统 样品室
成像 系统
观察 和记 录系 统
Somu Iijima(饭岛)于1991 年在电子显微镜下发现纳 米碳管。
❖ <4>样品室 ：样品台能进行三维空间的移动、倾斜和转动， 并安置各种型号检测器。
❖ 2、 信号检测放大系统
❖ 作用是检测样品在入射电子作用下产生的物理信号，然 后经视频放大作为显像系统的调制信号。
❖ 3 、真空系统和电源系统
❖ 作用是为保证电子光学系统正常工作，防止样品污染提 供高的真空度。 电源系统由稳压，稳流及相应的安全保护 电路所组成，其作用是提供扫描电镜各部分所需稳定电源 。
加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å
EM420透射电子显微镜
加速电压20KV、40KV、60KV、 80KV、100KV、120KV 晶格分辨率 2.04Å 点分辨率 3.4Å 最小电子束直径约2nm 倾转角度α=±60度
β=±30度
Philips CM12透射电镜
加速电压20KV、40KV、60KV、 80KV 、100KV、120KV LaB6或W灯丝 晶格分辨率 2.04Å 点分辨率 3.4Å 最小电子束直径约2nm； 倾转角度α=±20度
5.2 纳米材料的电子显微分析
5.2.1 电子显微镜
1 电子显微镜的产生
（1）光的衍射现象 根据衍射理论，光波通过透镜后产生的埃 利（Airy）斑的半径为
（2）光学显微镜的分辨本领 透镜的分辨率（分辨本领）：显微镜能分辨两个光点之间的最小 距离，即极限分辨距离
雷列—阿贝公式：
因此，减小r 值的途径有： 1、增加介质的折射率；2、增大物镜孔径半角； 3、采用短波长的照明源。
5.1.2. 粒度测试的常用方法
传统方法：显微镜法（0.8-150μm用光学显微镜，小于0.8微
米用电子显微镜）、筛分法、沉降法、电感应法
新发展的方法：激光衍射法、激光散射法、光子相干光谱法
（1nm-5μm）、电超声粒度分析法(5nm-100μm)、电子显 微镜图像法、基于颗粒布朗运动的粒度测量和质谱法、激 光粒度分析法
1、激光粒度分析法 激光粒度分析仪
主要由激光器、扩束镜、聚焦透镜、光电探测 器、计算机组成
某激光粒度分析仪的原理示意图
优点：测试范围宽，测试速度快，自动化程度高，操作简 便，重复性和真实性好，可以测试干粉样品，可以测量混 合粉、乳浊液和雾滴等。 缺点：不宜测量粒度分布很窄的样品，分辨率相对较 低。
煤灰/硫化物混合颗粒的TEM图象
Sol-gel法合成羟磷灰石, 可分辨出毛发状、长柱状的晶体 轮廓, 但晶面发育不明显 (TEI)
(a) (b)
❖5.2.3 扫描电镜(Scanning Electronic Microscopy， SEM)
❖JSM-6301F场发射扫描电镜
❖SEM image (beetle)
第五章 纳米材料的表征方法
5.1 粒度测试的常用方法 5.2 纳米材料的电子显微分析 5.3 纳米材料的X射线衍射分析
1
5. 1 粒度测试的常用方法
5.1.1 基本概念
（1）颗粒（particle）：在一尺寸范围内具有特定形状的几何 体。
（2）晶粒：是指单晶颗粒，即颗粒内为单晶，无晶界。 （3）粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。 （4）一次颗粒：是指含有低气孔率的一种独立的粒子。 （5）团聚体：是由一次颗粒通过表面力或固体桥健作用而形
二次电子是被入射电子轰击出来
材料不同的电子能谱具有相似的 形式。二次电子的能量比较低,一般小 于50eV；背散射电子的能量比较高,其 约等于入射电子能量E0；在二次电子 峰和弹性背散射电子峰之间存在着由 非弹性背散射电子组成的背景,在背景 上可看到一些微弱的特征能量俄歇电 子峰和特征能量损失电子峰。
特点和工作原理
特点和工作原理
特点和工作原理
扫描电镜成像的物理信号
扫描电镜成像所用的物理信 号是电子束轰击固体样品而激 发产生的。
具有一定能量的电子，当 其入射固体样品时，将与样品 内原子核和核外电子发生弹性 和非弹性散射过程，激发固体 样品产生多种物理信号。
特征X射线
扫描电镜成像的物理信号 背散射电子(反射电子或 初级背散射电子)
特征X射线
58
❖ 二、主要结构
❖ 1 、电子光学系统
❖ <1>电子枪：作用是利用阴极与阳极灯丝间的高压产生高 能量的电子束。目前大多数扫描电镜采用热阴极电子枪。
❖ <2>电磁透镜：作用主要是把电子枪的束斑逐渐缩小，是 原来直径约为50m m的束斑缩小成一个只有数nm的细小束 斑。
❖ <3>扫描线圈 ：作用是提供入射电子束在样品表面上和荧 光屏上的同步扫描信号。
4 、X射线衍射线线宽法(谢乐公式)
当颗粒为单晶时，该法测得的是颗粒度。 颗粒为多晶时，该法测得的是组成单个颗粒的单个晶粒 的平均晶粒度。
0.89
d
(BM BS ) cos
5、比表面积法
测量原理： 通过测定粉体单位重量的比表面积Sw，可由下式计算纳
米粉中粒子直径(设颗粒呈球形)：
d 6 / SW
背散射电子是被固体样品中 原子反射回来的一部分入射电 子。它又分弹性背散射电子和 非弹性背散射电子，前者是指 只受到原子核单次或很少几次 大角度弹性散射后即被反射回 来的入射电子，能量没有发生 变化；后者主要是指受样品原 子核外电子多次非弹性散射而
特征X射线
扫描电镜成像的物理信号
二次电子(次级电子)
Bi－系超导氧化物的堆积缺陷层调整 Stacking fault Layer modulation
Electron Diffraction Pattern
晶体
多晶体
非晶体
一、成像原理
透射电子显微镜中，物镜、中间镜，总的放大倍 数就是各个透镜倍率的乘积。
M = M0.Mi.Mp
透镜的成像作用可以分为两个过程： 第一个过程是平行电子束遭到物的散射作用而分裂成为
TEM简介：
高分辨电镜（HRTEM）
透射扫描电镜（STEM）
分析型电镜（AEM）等等。