透射电镜结课论文
电镜技术和细胞超微结构论文

电镜技术和细胞超微结构论文《电镜技术与细胞超微结构》这门课程要紧讲的是电镜技术,几种常见的电子显微镜及有关方面的知识熟悉,并讲解了运用电镜技术,在各类电子显微镜下观察细胞超微结构,研究细胞超微结构的有关知识。
在课程的学习中,我们也学习到了一些摄影方面的技术。
由于这是一门选修课程,因此我们对此方面的学习没有专门学习这方面的同学学习的深,我们只是学习了一些基本常识,本文要紧讲的就是我在这门课程的学习中得到一些知识。
关键字:电子显微镜、透射电镜、扫描电镜、电镜技术、细胞超微结构正文:电子显微镜,简称电镜,是根据电子光学原理,用电子束与电子透镜代替光束与光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。
电子显微镜由镜筒、真空装置与电源柜三部分构成。
镜筒要紧有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏与探测器等部件,这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。
电子显微镜按结构与用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、反射式电子显微镜与发射式电子显微镜等。
透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜要紧用于观察固体表面的形貌,也能与X射线衍射仪或者电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。
我们经常使用的是透射式电子显微镜与扫描式电子显微镜。
透射电镜是以电子束透过样品通过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或者照相底片上进行观察。
透射电镜是以电子束透过样品通过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或者照相底片上进行观察。
透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几十万倍。
由於电子易散射或者被物体汲取,故穿透力低,务必制备更薄的超薄切片。
扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描,将产生的二次电子用特制的探测器收集,形成电信号运送到显像管,在荧光屏上显示物体。
扫描电镜是用极细的电子束在样品表面扫描,将产生的二次电子用特制的探测器收集,形成电信号运送到显像管,在荧光屏上显示物体。
材料电镜扫描透射分析实验报告范文透射电镜实验报告范文

材料电镜扫描透射分析实验报告范文透射电镜实验报告范文实验一材料的电镜(扫描透射)分析扫描电镜一实验目的1了解扫描电镜的基本结构和原理2掌握扫描电镜样品的准备与制备方法3了解扫描电镜图片的分析与描述方法二扫描电镜结构与原理(一)结构1.镜筒镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。
其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面扫描,同时激发出各种信号。
2.电子信号的收集与处理系统在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、某射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。
在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm至几十nm的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成分。
通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。
检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,1就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。
3.电子信号的显示与记录系统扫描电镜的图象显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。
显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。
4.真空系统及电源系统扫描电镜的真空系统由机械泵与油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到10(4~10(5托的真空度。
电源系统供给各部件所需的特定的电源。
(二)工作原理从电子枪阴极发出的直径20(m~30(m的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用,射向镜筒,经过聚光镜及物镜的会聚作用,缩小成直径约几毫微米的电子探针。
在物镜上部的扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。
这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换,变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。
第五章+透射电镜技术及其应用[1]
![第五章+透射电镜技术及其应用[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/41e0997301f69e31433294ef.png)
透射电镜分析2篇

透射电镜分析2篇透射电镜分析透射电镜(Transmission Electron Microscope,TEM)是一种利用电子束穿透样品、形成高分辨率像的仪器。
透射电镜具有分辨率高、分析深度深等优点,广泛应用于材料科学、生物学、地质学等领域。
本文以钢材为例,介绍透射电镜分析的原理和应用。
一、透射电镜分析原理透射电镜主要由透镜系统、电子源、样品台以及检测器等组成。
电子源发射出高能电子,经过透镜系统聚焦后,穿过样品,并在检测器上生成像。
由于电子具有波粒二象性,与样品发生相互作用后,会引发散射、吸收等过程。
因此,透射电镜分析中,需要调节电子束的能量和入射角度,以及选择合适的检测器,以获取有效信息。
二、钢材透射电镜分析应用钢材是工业制造中普遍使用的材料。
透射电镜能够分析钢材的晶体构造、氧化物析出、退火过程、金相组织等,为钢材加工和使用提供技术依据。
1. 晶体构造分析钢材的性能与晶体构造密切相关,透射电镜能够分析钢材的晶体结构,揭示晶体缺陷、晶界和孪晶等信息,并提供优化加工工艺的依据。
例如,通过透射电镜可以观察到晶体缺陷的生成和扩展过程,阐明连接和交错位错的形成机制。
2. 氧化物析出分析在钢材生产过程中,氧化物析出是一个普遍存在的问题。
它会导致钢材的强度和耐蚀性下降。
透射电镜能够直接观察和分析钢材中氧化物的生长、分布和形态等,为加强防腐蚀表面处理提供基础信息。
3. 退火过程分析退火是钢材制备中一个重要的热处理过程。
透射电镜可用于观察不同温度、时间和冷却速率下钢材的相变行为和晶体结构演变过程,并为优化退火工艺提供指导意见。
4. 金相组织分析透射电镜配合金相显微技术,可以分析钢材的成分、晶体结构和相变等特征,并结合金相图给出合理的金相组织模型。
这为钢材制备和应用提供基础性研究信息。
三、结语透射电镜是一种高精度的分析仪器,广泛应用于材料、生物和化学等领域。
钢材作为重要的工业材料之一,透射电镜可以分析其结构、化学成分、晶体结构和相变过程等,并为钢铁制备的研究和工作提供了重要的技术基础。
透射电镜的原理及应用摘要

透射电镜的原理及应用摘要一、透射电镜的原理透射电镜是一种重要的电子显微镜技术,它能够利用电子束的透射性质来观察材料的微观结构和原子级别的细节。
透射电镜的工作原理基于电子的波粒二象性,其光学系统类似于光学显微镜。
透射电镜主要由电子源、准直系统、投射系统和探测系统等几个主要部分组成。
在透射电镜中,电子源产生的电子束通过准直系统准直后,进入投射系统。
投射系统中的透镜通过对电子束的聚焦和投射,使其经过待观察的样品。
样品会对电子束进行散射和吸收,形成投射电子束的衍射图样。
这些衍射图样经过探测系统的收集和处理后,可以得到材料的结构和成分信息。
二、透射电镜的应用1. 材料科学研究透射电镜在材料科学研究中发挥着重要作用。
通过透射电镜可以观察到材料的晶体结构、晶界、原子排列等微观细节。
借助透射电镜的高分辨率和高灵敏度,科学家们可以研究材料的相变行为、晶体生长机制、缺陷结构等,从而深入了解材料的性质和性能,并为材料的合成和改性提供科学依据。
2. 纳米技术研究透射电镜在纳米技术研究中也有广泛应用。
纳米材料具有独特的物理和化学性质,常常表现出与大尺度材料截然不同的行为。
透射电镜可以观察到纳米尺度下的材料结构和表面形态,可以直接了解纳米材料的大小、形状、分布和相界面等特征。
通过透射电镜的研究,可以揭示纳米尺度下的材料行为和性能,为纳米技术的应用提供重要支持。
3. 生物医学研究透射电镜在生物医学研究中也有广泛的应用。
生物组织和细胞结构复杂多变,透射电镜可以提供高分辨率的图像,帮助科学家们观察和研究生物样品的超微结构。
透射电镜可以用于观察生物细胞、细胞器和细胞核的内部结构,并进一步研究其功能和机制。
这些研究对于理解生物学过程、疾病诊断和治疗等具有重要意义。
三、总结透射电镜是一种强大的科学工具,它通过对电子束的透射和探测,帮助科学家们观察和研究材料的微观结构和原子级别的细节。
透射电镜在材料科学、纳米技术和生物医学等领域有着广泛的应用,为相关领域的研究和应用提供了强有力的支持。
透射电镜技术及其应用

2.真空系统 真空系统由机械泵、油扩散泵、换向阀
门、真空测量仪奉及真空管道组成。它的 作用是排除镜筒内气体,使镜筒真空度至 少要在10-4 pa以上。如果真空度低的话, 电子与气体分子之间的碰撞引起散射而影 响衬度,还会使电子栅极与阳极间高压电 离导致极间放电,残余的气体还会腐蚀灯 丝,污染样品。
透射电镜技术及其应用
(4)图像观察与记录系统 该系统由荧光屏、照相机、数据显示等组 成.在分析电镜中,还有探测器和电子能 量分析等附件(见下页示意图)。
透射电镜技术及其应用
扫描发生仪
电子束
显象管 和X-Y 记录仪
扫描线圈
数据 处理
放大器
能量选择光阑
入射光阑
探测器
电子能量 分析仪
分析电镜图像观透射察电与镜技记术录及其系应统用 结构示意图
透射电镜技术及其应用
粉体TEM
透射电镜技术及其应用
薄膜样品的制备
薄膜制备的基本要求:
首先薄膜应对电子束"透明",制得的薄膜应 当保持与大块样品相同的组织结构。
其次簿膜得到的图像应当便于分析,所以即 使在高压电子显微镜中也不宜采用太厚的样品, 减薄过程做到尽可能的均匀.薄膜g应具有适当的 强度和刚性 。
透射电镜技术及其应用
透射电子显微镜(TEM)正是这样一种能够以原子 尺度的分辨能力,同时提供物理分析和化学分析 所需全部功能的仪器。特别是选区电子衍射技术 的应用,使得微区形貌与微区晶体结构分析结合 起来,再配以能谱或波谱进行微区成份分析,得 到全面的信息。
透射电镜技术及其应用
1938年,德国工程师 Max Knoll和Ernst Ruska制造出了世界 上第一台透射电子显 微镜(TEM)。
透射电镜实验Word版

实验二透射电镜结构原理及明暗场成像一、实验内容及实验目的1.结合透射电镜实物介绍其基本结构及工作原理,以加深对透射电镜结构的整体印象,加深对透射电镜工作原理的了解。
2.选用合适的样品,通过明暗场像操作的实际演示,了解明暗场成像原理。
二、透射电镜的基本结构及工作原理透射电子显微镜是一种具有高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器,被广泛应用于材料科学等研究领域。
透射电镜以波长极短的电子束作为光源,电子束经由聚光镜系统的电磁透镜将其聚焦成一束近似平行的光线穿透样品,再经成像系统的电磁透镜成像和放大,然后电子束投射到主镜简最下方的荧光屏上而形成所观察的图像。
在材料科学研究领域,透射电镜主要可用于材料微区的组织形貌观察、晶体缺陷分析和晶体结构测定。
透射电子显微镜按加速电压分类,通常可分为常规电镜(100kV)、高压电镜(300kV)和超高压电镜(500kV以上)。
提高加速电压,可缩短入射电子的波长。
一方面有利于提高电镜的分辨率;同时又可以提高对试样的穿透能力,这不仅可以放宽对试样减薄的要求,而且厚试样与近二维状态的薄试样相比,更接近三维的实际情况。
就当前各研究领域使用的透射电镜来看,其主要三个性能指标大致如下:加速电压:80~3000kV分辨率:点分辨率为0.2~0.35nm、线分辨率为0.1~0.2nm最高放大倍数:30~100万倍尽管近年来商品电镜的型号繁多,高性能多用途的透射电镜不断出现,但总体说来,透射电镜一般由电子光学系统、真空系统、电源及控制系统三大部分组成。
此外,还包括一些附加的仪器和部件、软件等。
有关的透射电镜的工作原理可参照教材,并结合本实验室的透射电镜,根据具体情况进行介绍和讲解。
以下仅对透射电镜的基本结构作简单介绍。
1.电子光学系统电子光学系统通常又称为镜筒,是电镜的最基本组成部分,是用于提供照明、成像、显像和记录的装置。
整个镜筒自上而下顺序排列着电子枪、双聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏及照相室等。
透射电子显微论文

透射电子显微论文随着电子技术的不断发展,透射电子显微镜已经成为了现代科学中不可或缺的工具之一。
透射电子显微镜能够观测到微小到原子级别的物体,从而为现代物理学、化学等领域的研究提供了可靠的实验手段。
本文将深入探讨透射电子显微镜的历史、原理、应用及未来发展方向。
一、历史透射电子显微镜的历史可以追溯到1920年代,当时物理学家发现,电子可以像光一样通过透镜,这为电子显微镜的发展奠定了基础。
20世纪30年代,德国物理学家拉斯纳(Ruska)和朝气(Knipper)率先发明了电子显微镜,成为电子显微镜研究领域的先驱。
随着技术的进步,20世纪50年代,隆纳德(Lounard)和斯密斯(Smith)首次成功地开发出透过厚的样品的透射电子显微镜。
此外,20世纪60年代,日本科学家大竹文雄发明了像差校正电子显微镜(CS-STEM),可以清晰地掌握更多的信息和能准确地还原原子结构,这极大促进了透射电子显微镜的发展。
二、原理透射电子显微镜指的是一种使用电子束通过样品的显微镜,它可以透过样品漫反射出来的电子产生高分辨率的图像,甚至能够观察到样品中的原子结构。
透射电子显微镜的基本构成单元主要包括电源、电极、透镜组、样品架和检测器等。
电子源产生一个电子束,该电子束被聚焦在样品上,该样品透过电子束,然后经过透镜,最后被检测器捕获。
通过透射电子显微镜的使用可以通过检测被电子束溅出的样品表面行为,来获得有关样品组成和三维形态的重要数据。
三、应用透射电子显微镜广泛应用于纳米科技、材料科学、纳米医学和生命科学等多个领域。
透射电子显微镜可以研究样品的结构、纹理、晶体学、位形和成分等。
在材料科学领域,透射电子显微镜可用于观察材料的晶体结构、相界面和材料的缺陷等,此外透射电子显微镜还可以对微米级别上物质的表面形貌、结构和立体形态等进行这个观测测量。
在纳米医学领域,透射电子显微镜可以用于研究材料和组织在基因治疗中的交互作用。
此外,透射电子显微镜也可以用于制药研究中,探究计算机药物设计和化学合成产物的各项性质。
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透镜的特点及应用
组成与原理现代透射电子显微镜是由电镜主机以及各种附件的有机组合。其中,主机部分由电子枪、镜筒、样品台、照相系统、高压系统、真空系统及电镜控制系统等核心部分组成。现代透射电镜根据应用要求不同,将最高加速电压设计为120kV、200kV和300kV,这三种高压是材料研究中最常用的。镜筒中最核心的部分是物镜,根据应用要求可以选择不同的物镜。
随着现代科学技术及工业水平的发展,对钢铁的性能也提出了更高的要求,使钢铁生产的工艺及掺杂也越来复杂。钢铁的很多性能都决定于纳米或更小尺度范围内物质结构、成分组成、掺杂元素的分布形式及状态、晶粒大小及晶粒界面的具体结构等。对这些小尺度范围内的物质结构、成份组成及分布进行鉴定和表征需求使得分析电子显微学成为了钢铁材料微观组织形貌的观察。例如,基于对合金元素在热机械加工中的作用、变化及热加工对组织影响规律的认识,可以更深入理解材料的性能;(2)位错、各种缺陷的观察(3)析出相的观察,形态、大小、分布,并结合能谱进行成分分析;(4)电子衍射进行微区的取向、晶体结构分析,并结合能谱进行成分分析;(5)相界面的观察和分析。
现代透射电镜在钢铁中的应用
科 目: 材料结构分析
学院: 物理化学学院
班级: 材料化学0901
学号: 310913020105
姓名: 王 霞
结束语透射电子显微镜是唯一的一种能同时观察空间频率空间(倒易空间)和真实空间的仪器,是研究物质微观世界的强有力工具之一,它可以巧妙地把空间频率空间(倒易空间)和真实空间相对应或结合,来揭示宏观现象与介观和微观(原子尺度)结构及组织间的关系,它是研究钢铁材料、纳米等材料科学方面不可缺少的工具,其作用越来越重要。
空间分辨率高(亮度)是场发射透射电镜的突出优点,利用场发射枪高亮度的特点,可进行高空间分辨率的观察,即在很小的束斑尺寸下(例如:束斑尺寸为0.5nm时),进行晶体结构(微微电子衍射)和成分分析,纳米材料、材料的界面和表面(通常尺度很小)是当前材料科学研究的热点,场发射透射电镜高空间分辨率的特点正好满足了材料工作者的需求,这也是近年来透射电镜需求旺盛的原因之一;需要指出的是,尽管场发射透射电镜的空间分辨率优于六硼化镧型透射电镜,但他们的图像分辨率(区分开两点之间的最小距离)却是相同的,图像的分辨率主要与加速电压和物镜的球差系数有关,目前,同一个加速电压下,场发射电镜和六硼化镧电镜的球差系数相同,因而图像的分辨率也相同。
一般来讲,材料科学用户多选择200kV以上(含200kV)的电镜,他们追求图像的分辨率和纳米尺度的成分、晶体结构分析(加速电压越高、分辨率越好);生命科学用户多选择100kV、120kV的透射电镜,他们更看重或追求图像的衬度(加速电压越低、衬度越好)。但研究领域不同,也不能一概而论。
场发射透射电镜与六硼化镧型透射电镜的比较,场发射透射电镜的分辨率没有提高(因为球差系数没有变化),优点是亮度高(场发射枪的亮度是六硼化镧枪的100倍,钨灯丝枪的1000倍)、电子的能量发散度小和相干性好。
作为一台现代电镜,除了要求仪器有良好的分辨本领外,其分析功能则更加受到使用者青睐,并在实际工作中更为实用。特别是对于钢铁企业来说,分析晶界、沉淀相的成份及含量是工作中需要经常处理的任务。现代透射电镜在提供高分辨率图像的同时,还能与EDS及CCD附件同时采集数据,在提供TEM及STEM像时,同时可以根据需要给出成份组成及含量的分析数据。并实时显示在显示器上,同步进行,是完全准确的一一对应关系,直观高效。
前言随着纳米科学技术的不断发展以及传统物理学、材料学的不断完善,人们亟需更加深刻地认识、了解微观世界。透射电子显微镜是研究物质微观世界的强有力工具之一,它可以帮助人们取得高放大倍率、高空间分辨率的结构信息和化学组成。
透射电镜早期的发展步伐是较慢的,但从1980年代中后期,特别是进入1990年代后期,电镜的发展进入了一个快速发展的时期。这主要得益于电子技术、真空技术、计算机技术等的飞跃式发展。现代透射电镜尽管其基本组成结构、基本工作原理未发生本质上大的变革,但其主机系统各组成部分的稳定性大大提高,因而现代电镜的综合稳定性较早期的电镜好很多。再结合新的计算机技术,透射电镜的控制和操作变为全数字化、全电脑控制,现代电镜的性能得以显著提高。这一点体现在:得到一张高分辨透射照片现在非常容易;在材料分析中,电镜主机和能谱仪等分析性附件可以十分方便地相互配合。透射电镜在材料科学中应用越来越广泛。
特点透射电镜以电子束作为光源,用电磁透镜对入射电子所穿透的样品聚焦成像,获得样品结构信息的电子光学仪器。众所周知,图像观察、结构研究等各种基本功能都是由透射电镜的主机提供的。然而,一些功能的实现要靠电镜主机与附件之间的有机配合来完成的。如,微区的成分分析就需要EDS附件和电镜的纳米束斑模式进行配合才可以实现。在高度数字化的今天,CCD相机在很多时候可以代替胶片采集透射电子信号进行数字成像及完成一些简单的图像分析功能,也成为了透射电镜不可或缺的主要附件之一。再者由于透射电镜只能对直径为3毫米、厚度在100纳米以下的样品进行较好的分析研究,因此一些附属制样设备也是必须的,特别是对研究一些块状的材料。
对于利用传统电子显微学方法对钢铁领域中问题的研究,如利用电子衍射、衍衬、高分辨等显微学方法进行的缺陷及结构的研究,现代透射电子显微镜都能满足。除此外,现代透射电子显微镜能提供更高的TEM分辨率合STEM分辨率。特别是高分辨的STEM可以轻松得到可直接解释的原子像。由于STEM的高分辨本领,使用者已经不需要高深的电子显微学知识,即可给出像的解释,因为STEM给出的是简单的衬度像,它不象TEM像在其高分辨像中既包含有振幅衬度信息又包含相位衬度信息,需要进行复杂的数学计算来进行像的解释。而且由于STEM像没有相位衬度,对于钢铁企业经常涉及的分析晶界原子排列及沉淀相分析更是方便快捷。
场发射透射电镜的另外一个特点就是,可以与许多分析系统配合使用,如能谱仪系统(EDS)、能量损失谱系统(EELS)、能量过滤系统(Energy Filter System)、HAADF(High Angle Annual Dark Field)分析系统等等,因此,整个系统相对庞大一些;对于六硼化镧电镜,原则上,我们不太推荐能量损失谱系统(EELS)、能量过滤系统(Energy Filter System)、HAADF(High Angle Annual Dark Field)分析系统,一般只配备能谱仪系统(EDS)。
透射电镜的基本工作原理是:以电子束作为光源,用电磁透镜对入射电子所穿透的样品聚焦成像,获得样品结构信息。据此,透射电镜首先作为一个放大镜和电子衍射仪。从放大镜的角度来看,在较低的放大倍数时,主要观察样品的形貌,在高倍时可以得到高分辨照片,不同情况下需要用不同的衬度原理来解释,这往往需要非常专业的电子光学知识。由于透射电镜上得到的高分辨照片往往受到各种因素,比如物镜的球差、样品的厚度不均一性等的影响,对高分辨照片的解释有时是很困难的。这就要求分析者必须结合透射电镜的分析功能来辅助分析和判断。现代透射电镜除了在高分辨性能上着力发展外,在分析能力上也表现出了传统透射电镜不可比拟的优越性能,因此,对新材料的研发起着不可替代作用。
低频电磁屏蔽就是依据磁路并联旁路分流的屏蔽理论,通过采用高导磁材料(如低碳钢板)提供磁旁路来降低屏蔽室内部的磁通密度,同时尽量增大涡流损耗,使一部分能量转化为热能消耗。
目前国内能进行透镜低频电磁屏蔽施工的单位并不多,经过考察,济钢透镜实验室的电磁屏蔽是由安徽建永公司完成,该低频磁屏蔽安装工程一次通过FEI公司的验收,无需任何整改,其技术达到了国内领先水平。
磁屏蔽技术钢铁企业的输配电所产生的磁场一般称为低频磁场,低频磁场对电子显微镜等精密仪器有强烈的干扰。济钢技术中心08年引进的FEI公司“TECNAI G2 F30S-TWIN”型号的场发射透射电镜。因为透射电镜实验室的电磁场超标,需要进行电磁屏蔽技术来达到要求。
众所周知,低频电磁屏蔽与一般的电磁屏蔽不同,使用铜网或者铜板是完全无效的,必须采用具有一定厚度的钢板等高导磁材料,按照特殊的施工要求,才能保证达到满意的效果。减小低频电磁干扰的有效方法是采用低频电磁屏蔽。