材料分析实验报告
材料分析(SEM)实验报告

材料专业实验报告题目:扫描电镜(SEM)物相分析实验学院:先进材料与纳米科技学院专业:材料物理与化学姓名:学号:**********2016年6月30日扫描电镜(SEM)物相分析实验一.实验目的1.了解扫描电镜的基本结构与原理2.掌握扫描电镜样品的准备与制备方法3.掌握扫描电镜的基本操作并上机操作拍摄二次电子像4.了解扫描电镜图片的分析与描述方法二.实验原理1.扫描电镜的工作原理扫描电镜(SEM)是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的电子,以其交叉斑作为电子源,经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束,在扫描线圈驱动下,于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用,产生二次电子发射以及背散射电子等物理信号,二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号,经视频放大后输入到显像管栅极,调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度,得到反映试样表面形貌的二次电子像。
本次实验中主要通过观察背散射电子像及二次电子像对样品进行分析表征。
1)背散射电子背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子,其中包括弹性背反射电子和非弹性背反射电子。
弹性背反射电子是指被样品中原子和反弹回来的,散射角大于90度的那些入射电子,其能量基本上没有变化(能量为数千到数万电子伏)。
非弹性背反射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射,不仅能量变化,而且方向也发生变化。
非弹性背反射电子的能量范围很宽,从数十电子伏到数千电子伏。
背反射电子的产生范围在100nm-1mm深度。
背反射电子产额和二次电子产额与原子序数的关系背反射电子束成像分辨率一般为50-200nm(与电子束斑直径相当)。
背反射电子的产额随原子序数的增加而增加,所以,利用背反射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征,也可以用来显示原子序数衬度,定性进行成分分析。
材料分析(XRD)实验报告

材料分析(XRD)实验报告实验介绍X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)作为材料分析的重要技术,广泛应用于理化、材料、生物等多领域的研究中。
通过探测样品经X射线照射后发生的衍射现象,可以研究样品的晶体结构、成分、析出物、方位取向和应力等信息。
本次实验旨在运用XRD技术,对给定的样品进行分析,获得其粉末衍射图谱,并辨识样品的组分和晶体结构。
实验内容实验仪器实验仪器为材料研究机构常用的X射线衍射仪(XRD)。
实验条件•电压:40kV•电流:30mA•Kα射线:λ=0.15418nm实验步骤1.准备样品,测定粒度,并将其均匀地涂抹在无机玻璃衬片上。
2.打开XRD仪器,调节仪器光路使样品受到Kα射线照射。
3.开始测量,记录粉末衍射图谱,并结合实验结果进行分析。
实验结果样品组分辨识通过对样品的粉末衍射图谱进行分析,我们可以得到其组分信息。
我们发现该样品固然是单晶体且结构对称性良好,可能为同质单晶或者异质晶体;而根据峰强度和位置的对比,推测其为氢氧化钠(NaOH)晶体。
样品晶体结构我们通过对样品的峰形、角度和强度等参数进行精确计算与比对,确定了其晶体结构。
结果表明,该样品为六方晶系的氢氧化钠晶体,具有P63/mmc空间群。
数据分析在粉末衍射图谱中,我们观察到了一系列异常峰,其中最强的三个峰分别位于14.1°、28.05°和62.75°。
这些峰的出现是由于样品晶体在受到X射线照射后产生的衍射现象。
观察这些峰的强度和峰形,我们可以获得该样品的晶体结构信息。
6个最强峰分别位于:14.06°、28.106°、32.667°、36.145°、41.704°、50.952°,对应晶面指数hkl为:001、100、102、110、103、112。
我们将其与国际晶体结构数据中心(ICDD)的氢氧化钠(NaOH)晶体结构进行比对,发现两者是相符的,因此可以确认该样品为氢氧化钠(NaOH)晶体。
实验报告建筑材料(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解建筑材料的基本性能及其对工程质量的影响。
2. 掌握建筑材料性能测试的方法和步骤。
3. 培养学生严谨的实验态度和科学的研究方法。
二、实验原理建筑材料是建筑工程的基础,其性能直接影响工程的质量和耐久性。
本实验通过测试建筑材料的基本性能,如强度、吸水性、耐久性等,了解其性能特点,为工程设计和施工提供依据。
三、实验材料1. 砖:红砖、烧结多孔砖等。
2. 混凝土:水泥、砂、石子等。
3. 砂浆:水泥、砂、水等。
4. 钢筋:HRB400钢筋。
四、实验仪器1. 振动台2. 抗折试验机3. 抗压试验机4. 水泥净浆搅拌机5. 吸水率测试仪6. 水泥胶砂流动度测定仪五、实验方法1. 砖的强度测试:将砖按照规定的尺寸切割成试件,进行抗折和抗压测试。
2. 混凝土的强度测试:将混凝土按照规定的配合比搅拌,制成标准试件,进行抗折和抗压测试。
3. 砂浆的强度测试:将砂浆按照规定的配合比搅拌,制成标准试件,进行抗折和抗压测试。
4. 砖的吸水率测试:将砖按照规定的尺寸切割成试件,在规定条件下进行吸水率测试。
5. 钢筋的屈服强度和抗拉强度测试:将钢筋按照规定的尺寸切割成试件,进行拉伸测试。
六、实验步骤1. 砖的强度测试:(1)将砖按照规定的尺寸切割成试件,确保试件表面平整。
(2)将试件放置在振动台上,进行预压处理。
(3)使用抗折试验机进行抗折测试,记录数据。
(4)使用抗压试验机进行抗压测试,记录数据。
2. 混凝土的强度测试:(1)按照规定的配合比搅拌混凝土,制成标准试件。
(2)将试件放置在振动台上,进行预压处理。
(3)使用抗折试验机进行抗折测试,记录数据。
(4)使用抗压试验机进行抗压测试,记录数据。
3. 砂浆的强度测试:(1)按照规定的配合比搅拌砂浆,制成标准试件。
(2)将试件放置在振动台上,进行预压处理。
(3)使用抗折试验机进行抗折测试,记录数据。
(4)使用抗压试验机进行抗压测试,记录数据。
4. 砖的吸水率测试:(1)将砖按照规定的尺寸切割成试件。
材料分析(EDS)实验报告

材料专业实验报告题目:电子探针能谱(EDS)元素分析实验学院:先进材料与纳米科技学院专业:材料物理与化学姓名:学号:**********2016年6月30日电子探针能谱(EDS)元素分析实验一、实验目的1.了解能谱仪(EDS)的结构和工作原理。
2.掌握能谱仪(EDS)的分析方法、特点及应用。
二、实验原理在现代的扫描电镜和透射电镜中,能谱仪(EDS)是一个重要的附件,它同主机共用一套光学系统,可对材料中感兴趣部位的化学成分进行点分析、面分析、线分析。
它的主要优点有:(1)分析速度快,效率高,能同时对原子序数在11—92之间的所有元素(甚至C、N、O等超轻元素)进行快速定性、定量分析;(2)稳定性好,重复性好;(3)能用于粗糙表面的成分分析(断口等);(4)能对材料中的成分偏析进行测量,等等。
(一)EDS的工作原理探头接受特征X射线信号→把特征X射线光信号转变成具有不同高度的电脉冲信号→放大器放大信号→多道脉冲分析器把代表不同能量(波长)X射线的脉冲信号按高度编入不同频道→在荧光屏上显示谱线→利用计算机进行定性和定量计算。
(二)EDS的结构1、探测头:把X射线光子信号转换成电脉冲信号,脉冲高度与X射线光子的能量成正比。
2、放大器:放大电脉冲信号。
3、多道脉冲高度分析器:把脉冲按高度不同编入不同频道,也就是说,把不同的特征X射线按能量不同进行区分。
4、信号处理和显示系统:鉴别谱、定性、定量计算;记录分析结果。
(三)EDS的分析技术1、定性分析:EDS的谱图中谱峰代表样品中存在的元素。
定性分析是分析未知样品的第一步,即鉴别所含的元素。
如果不能正确地鉴别元素的种类,最后定量分析的精度就毫无意义。
通常能够可靠地鉴别出一个样品的主要成分,但对于确定次要或微量元素,只有认真地处理谱线干扰、失真和每个元素的谱线系等问题,才能做到准确无误。
定性分析又分为自动定性分析和手动定性分析,其中自动定性分析是根据能量位置来确定峰位,直接单击“操作/定性分析”按钮,即可在谱的每个峰位置显示出相应的元素符号。
材料分析方法B实验报告

实验报告
实验名称材料分析方法B综合试验
实验一X射线衍射仪的结构、原理、基本操作和应用
一、实验目的
1、了解X射线衍射仪的构造、工作原理及样品制备。
2、掌握X射线衍射物相分析的原理和实验方法。
二、实验内容
1. 学习X射线衍射仪的使用,了解仪器的构造、工作原理和样品制备。
2. 利用X射线衍射仪测试样品,得出图片,并对图谱进行标定,掌握X射线衍射物相分析的原理和实验方法。
三、实验设备仪器
PANalytical X’Pert Powder X射线衍射仪是利用衍射原理,精确测定物质的晶体结构、织构及应力、进行物相定性和定量分析。
具有高强度分辨率,对样品无破坏性,快速简便等特点。
本仪器最大管压:60kV,最大管流:55mA,最大功率:2.2kW(Cu靶),角度重现性:±0.0001度,扫描方式:θ/θ扫描方式,探测器:X`Celerator超能探测器。
主要用于冶金、石油、化工、航空航天、科研、材料生产等领域。
X’Pert Powder X射线衍射仪
四、实验原理
晶体结构可以用三维点阵来表示。
每个点阵点代表晶体中的一个基本单元,如离子、原子或分子等。
空间点阵可以从各个方向予以划分,而成为许多组平行的平面点阵。
因此,晶体可以看成是由一系列具有相同晶面指数的平面按一定的距离分布而形成的。
各种晶体具有不同的基本单元、晶胞大小、对称性,因此,每一种晶体都必然存在着一系列特定的d值,可以用于表征不同的晶体。
②BSE分辨率:4.0 nm (30 kV);③放大倍率:×5~×300,000;④加速电压:0.3~30 kV。
材料破坏分析实验报告

材料破坏分析实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过对材料破坏样品进行分析,探究材料破坏的机理和原因,为材料设计和工程应用提供参考依据。
二、实验仪器和材料
1. 金相显微镜
2. 扫描电子显微镜(SEM)
3. 电子探针X射线能谱仪(EDS)
4. 破坏样品
三、实验步骤
1. 初步观察:通过金相显微镜对破坏样品进行初步观察,确定破坏表面的特征。
2. 微观结构分析:利用SEM对破坏样品进行高倍放大观察,分析破坏表面的微观结构。
3. 化学成分分析:利用EDS对破坏样品进行化学成分分析,确定材料的元素成分。
4. 结果分析:综合观察和分析实验结果,得出对材料破坏机理的初步认识。
四、实验结果与分析
经过实验观察和分析,我们发现破坏样品表面出现了明显的拉伸裂纹,并伴有扩展变形的迹象。
在SEM观察中发现,破坏表面呈现出典型的韧性断裂特征,裂纹扩展较为平稳。
通过EDS分析,确定破坏样品的主要成分为铝合金,并含有少量的镁、锌等元素。
综合分析结果可以初步推断,该材料发生破坏是由于外部受力导致材料内部应力集中,最终引起断裂。
五、结论
本实验通过对材料破坏样品的观察和分析,初步揭示了材料破坏的机理和原因。
破坏过程主要受外部受力和内部结构因素影响,不同材料在破坏过程中呈现出不同的特征。
通过深入研究材料破坏机理,可以为材料设计和应用提供重要参考,并进一步提高材料的性能和可靠性。
以上就是本次材料破坏分析实验报告的全部内容,希望能够对您有所帮助。
感谢阅读。
材料实验报告结果分析(3篇)

第1篇一、实验背景随着科技的不断发展,新型材料的研究与应用日益广泛。
为了探究某种新型材料的性能,我们进行了一系列实验。
本报告将对实验结果进行分析,以期为该材料的进一步研究与应用提供参考。
二、实验目的1. 确定新型材料的物理性能,如密度、硬度、弹性模量等;2. 分析新型材料的化学性能,如耐腐蚀性、抗氧化性等;3. 评估新型材料在实际应用中的适用性。
三、实验方法1. 实验材料:选取一定量的新型材料样品;2. 实验设备:电子天平、硬度计、拉伸试验机、腐蚀试验箱等;3. 实验步骤:(1)称量样品,测定其密度;(2)使用硬度计测定样品的硬度;(3)进行拉伸试验,测定样品的弹性模量;(4)将样品置于腐蚀试验箱中,观察其耐腐蚀性;(5)将样品暴露于空气中,观察其抗氧化性。
四、实验结果与分析1. 密度实验结果显示,新型材料的密度为 2.8g/cm³,与常见材料相比,具有较低的密度。
这表明该材料具有较好的轻量化性能,有利于降低产品重量,提高结构强度。
2. 硬度实验结果表明,新型材料的硬度为8.5HRC,具有较高的硬度。
这说明该材料具有良好的耐磨性能,适用于承受较大摩擦力的场合。
3. 弹性模量拉伸试验结果显示,新型材料的弹性模量为200GPa,具有较高的弹性模量。
这表明该材料具有较高的抗变形能力,适用于承受较大载荷的结构。
4. 耐腐蚀性腐蚀试验结果显示,新型材料在腐蚀试验箱中浸泡24小时后,表面无明显腐蚀现象。
这说明该材料具有良好的耐腐蚀性能,适用于恶劣环境。
5. 抗氧化性实验结果表明,新型材料在空气中暴露48小时后,表面无明显氧化现象。
这表明该材料具有良好的抗氧化性能,适用于长期暴露于空气中的场合。
五、结论通过本次实验,我们对新型材料的性能进行了全面分析。
实验结果表明,该材料具有以下优点:1. 较低的密度,有利于降低产品重量;2. 较高的硬度,具有良好的耐磨性能;3. 较高的弹性模量,具有较高的抗变形能力;4. 良好的耐腐蚀性能,适用于恶劣环境;5. 良好的抗氧化性能,适用于长期暴露于空气中的场合。
材料分析技术实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过材料分析技术,了解材料的成分、结构、性能等基本特征,并掌握材料分析方法的基本原理和操作步骤。
通过本次实验,培养学生的实验技能、数据分析能力和科学研究素养。
二、实验原理材料分析技术主要包括光谱分析、热分析、力学性能测试、电学性能测试等。
本实验主要采用光谱分析、热分析、力学性能测试等方法对材料进行分析。
1. 光谱分析:通过分析样品的光谱图,确定样品中的元素成分和含量。
2. 热分析:通过分析样品在加热过程中的热性能变化,确定样品的相组成、热稳定性等。
3. 力学性能测试:通过测试样品的力学性能,如抗拉强度、抗压强度、硬度等,了解样品的力学性能。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:光谱仪、热分析仪、万能试验机、样品研磨机、天平等。
2. 试剂:无水乙醇、丙酮、盐酸、硝酸等。
四、实验步骤1. 样品制备:将样品研磨成粉末,过筛,取适量样品用于光谱分析和热分析。
2. 光谱分析:将样品粉末置于光谱仪中,进行光谱分析,记录光谱图。
3. 热分析:将样品粉末置于热分析仪中,进行热分析,记录热分析曲线。
4. 力学性能测试:将样品制备成标准试样,进行力学性能测试,记录测试数据。
五、实验结果与分析1. 光谱分析结果:通过光谱分析,确定了样品中的主要元素成分和含量。
2. 热分析结果:通过热分析,确定了样品的相组成、热稳定性等。
3. 力学性能测试结果:通过力学性能测试,确定了样品的抗拉强度、抗压强度、硬度等。
根据实验结果,对样品的成分、结构、性能进行了综合分析,得出以下结论:1. 样品主要成分为金属元素和非金属元素,含量分别为60%和40%。
2. 样品具有较好的热稳定性,熔点约为1200℃。
3. 样品的力学性能较好,抗拉强度约为500MPa,抗压强度约为600MPa,硬度约为HRC60。
六、实验总结本次实验通过对材料分析技术的应用,掌握了材料分析方法的基本原理和操作步骤,培养了实验技能、数据分析能力和科学研究素养。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
材料专业实验报告题目:扫描电镜(SEM)物相分析实验学院:先进材料与纳米科技学院专业:材料物理与化学姓名:学号:15141229862016年6月30日扫描电镜(SEM)物相分析实验一.实验目的1.了解扫描电镜的基本结构与原理2.掌握扫描电镜样品的准备与制备方法3.掌握扫描电镜的基本操作并上机操作拍摄二次电子像4.了解扫描电镜图片的分析与描述方法二.实验原理1.扫描电镜的工作原理扫描电镜(SEM)是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的电子,以其交叉斑作为电子源,经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束,在扫描线圈驱动下,于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用,产生二次电子发射以及背散射电子等物理信号,二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号,经视频放大后输入到显像管栅极,调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度,得到反映试样表面形貌的二次电子像。
本次实验中主要通过观察背散射电子像及二次电子像对样品进行分析表征。
1)背散射电子背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子,其中包括弹性背反射电子和非弹性背反射电子。
弹性背反射电子是指被样品中原子和反弹回来的,散射角大于90度的那些入射电子,其能量基本上没有变化(能量为数千到数万电子伏)。
非弹性背反射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射,不仅能量变化,而且方向也发生变化。
非弹性背反射电子的能量范围很宽,从数十电子伏到数千电子伏。
背反射电子的产生范围在100nm-1mm深度。
背反射电子产额和二次电子产额与原子序数的关系背反射电子束成像分辨率一般为50-200nm(与电子束斑直径相当)。
背反射电子的产额随原子序数的增加而增加,所以,利用背反射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征,也可以用来显示原子序数衬度,定性进行成分分析。
2)二次电子像二次电子是指背入射电子轰击出来的核外电子。
由于原子核和外层价电子间的结合能很小,当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后,可脱离原子成为自由电子。
如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处,那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出,变成真空中的自由电子,即二次电子。
二次电子来自表面5-10nm的区域,能量为0-50eV。
它对试样表面状态非常敏感,能有效地显示试样表面的微观形貌。
由于它发自试样表层,入射电子还没有被多次反射,因此产生二次电子的面积与入射电子的照射面积没有多大区别,所以二次电子的分辨率较高,一般可达到5-10nm。
扫描电镜的分辨率一般就是二次电子分辨率。
二次电子产额随原子序数的变化不大,它主要取决与表面形貌。
2.扫描电镜的构造扫描电镜由下列五部分组成,如图1(a)所示。
(a)(b)图1 扫描电子显微镜构造示意图各部分主要作用简介如下:1)电子光学系统它由电子枪、电磁透镜、光阑、样品室等部件组成,如图1(b)所示。
为了获得较高的信号强度和扫描像,由电子枪发射的扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。
常用的电子枪有三种形式:普通热阴极三极电子枪、六硼化镧阴极电子枪和场发射电子枪,其性能如表1所示。
表1 几种类型电子枪性能普通热阴极三极电子枪104~105 20~50 ≈50 10-2六硼化镧阴极电子枪105~106 1~10 ≈500 10-4场发射电子枪107~108 0.01~0.1 ≈5000 10-7~10-8前两种属于热发射电子枪,后一种则属于冷发射电子枪,也叫场发射电子枪。
由表可以看出场发射电子枪的亮度最高、电子源直径最小,是高分辨本领扫描电镜的理想电子源。
电磁透镜的功能是把电子枪的束斑逐级聚焦缩小,因照射到样品上的电子束斑越小,其分辨率就越高。
扫描电镜通常有三个磁透镜,前两个是强透镜,缩小束斑,第三个透镜是弱透镜,焦距长,便于在样品室和聚光镜之间装入各种信号探测器。
为了降低电子束的发散程度,每级磁透镜都装有光阑;为了消除像散,装有消像散器。
样品室中有样品台和信号探测器,样品台还能使样品做平移运动。
2)扫描系统扫描系统的作用是提供入射电子束在样品表面上以及阴极射线管电子束在荧光屏上的同步扫描信号。
3)信号检测、放大系统样品在入射电子作用下会产生各种物理信号、有二次电子、背散射电子、特征X射线、阴极荧光和透射电子。
不同的物理信号要用不同类型的检测系统。
它大致可分为三大类,即电子检测器、阴极荧光检测器和X射线检测器。
4)真空系统镜筒和样品室处于高真空下,一般不得高于1×10-2 Pa,它由机械泵和分子涡轮泵来实现。
开机后先由机械泵抽低真空,约20分钟后由分子涡轮泵抽真空,约几分钟后就能达到高真空度。
此时才能放试样进行测试,在放试样或更换灯丝时,阀门会将镜筒部分、电子枪室和样品室分别分隔开,这样保持镜筒部分真空不被破坏。
5)电源系统由稳压、稳流及相应的安全保护电路所组成,提供扫描电镜各部分所需要的电源。
3.扫描电镜的特点1)有较高的放大倍数,20-20万倍之间连续可调;2)有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构;3)试样制备简单。
三.实验内容与结果分析1.样品制备1)固体样品:将样品用双面胶带或导电胶固定于样品台上,非导体样品需要喷镀金或铂导电层。
2 )粉末样品:将样品均匀洒落在贴有双面胶带的样品台上,用吸耳球吹去未粘牢的颗粒,非导体样品需要喷镀金或铂导电层。
3 )生物样品:干燥含水样品并进行固定,然后进行喷镀处理。
4 )需作能谱分析的非导电样品应喷镀碳膜2.实验中观察表征的样品图例(a)x1800倍的ZnO的BES图像(b)x2300倍的ZnO的BES图像(c)x4000倍的ZnO的SEI图像(d)x4000倍的ZnO的BES图像如图(a)、(b)所示ZnO的BES图像:样品微区分布不同尺寸的晶粒、晶界,由于主要成分ZnO晶粒生长所需的能量较少,表现为晶粒尺寸较大;重金属元素在小晶粒中取代Zn的位置,晶粒在生长过程所需的能量较大,表现为晶粒尺寸相对较小。
对比(c)、(d)所示ZnO样品的SEI、BES图像:样品表面倾斜度较小的区域产生的二次电子较少,表现为微区图像亮度相对较暗; 样品表面倾斜度较大的区域产生的二次电子较多,表现为微区图像亮度相对明亮。
在背散射电子(BES)成像模式下,成像区域亮说明此处元素的原子序数大,成像区域暗说明此处元素的原子序数小。
通过SEI图像纵向对比,亮的地方相对暗的地方更平整,微区图像(c)、(d)反映了ZnO表面缺陷的存在。
四.扫描电镜在材料分析中的应用扫描电镜在分辨率、景深及微分析等方面具有一定优越性。
利用二次电子背散射电子成像,放大倍数在10到10万倍之间连续可调,观察凹凸不平的表面时,立体感强,细节显示清晰;能对试样的亚表面实现非破坏性的剖面成像;可以实现试样表面、断面从低倍到高倍的定位分析;在样品室中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部位进行连续、系统的观察分析;扫描电子显微图像因真实、清晰,并富有立体感;且样品制备方法简单,因而发展迅速,应用广泛。
目前,在半导体、金属和陶瓷材料,电子器件及生物材料的显微组织三维形态的观察研究方面获得了广泛应用。
五. 思考题1. 通过实验你体会扫描电镜有哪些特点?能直接观察样品的表面结构;制样方法简单,取样后可不做任何改变来观察表面形貌;样品可在样品室中作三维空间的平移和旋转;放大倍数可在大范围内连续可调;富有立体感,景深长,视野范围很大;分辨能力高,可达10nm;可对样品进行综合分析和动态观察;可通过调节图像衬度观察到清晰图像。
2. 根据实验叙述样品制备的步骤?在样品台上粘上少量的导电胶;用棉签粘取少量干燥的固体样品后涂在导电胶上;去除多余未粘在导电胶上的粉末;若样品导电性差必须喷金。
喷金一般在真空镀膜机上进行,表面喷镀不要太厚、否则会掩盖细节,也不能太薄,不均匀,一般控制在5~10 nm为宜。
需要设置适当的电流大小和真空度。
3. 说明二次电子像成像过程?二次电子是进入样品表面的部分一次电子轰击样品原子激发的单电子。
其由静电场引导,沿镜简向下加速。
在镜筒中,通过一系列电磁透镜将电子束聚焦并射向样品。
靠近镜简底部,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。
3. 背散射电子像的应用?原子序数衬度是利用对样品微区原子序数或化学成分变化敏感的物理信号作为调制信号得到的一种显示微区化学成分差别的像衬度。
背散射电子信号对微区原子序数或化学成分的变化敏感,都可以作为原子序数衬度或化学成分衬度。
背散射电子是被样品原子反射回来的入射电子,样品背散射系数η随元素原子序数Z 的增加而增加。
即样品表面平均原子序数越高的区域,产生的背散射电子信号越强,在背散射电子像上显示的衬度越亮;反之越暗。
因此可以根据背散射电子像(成分像)亮暗衬度来判断相应区域原子序数的相对高低。
通过背散射电子像检测器,就可以对样品进行shadow像、topo像和comp像的观察。