现代材料分析方法(09衍衬像大学复习)
四、不完整晶体中衍衬像运动学理论
处理畸变晶体方法：
1、把畸变晶体看成是局部倒易点阵矢量、或局部晶面间 距发生变化： g g g 2、把畸变晶体看成是完整晶体的晶胞位置矢量发生变化， ' 位置矢量由理想晶体 Rn Rn R
缺陷晶体衍射波合波的振幅为
F e
2 iK Rn
t 2 100 2 10 nm 2nm
2
三、完整晶体中衍衬像运动学理论
对于晶体，衍衬像来源于相干散射，即来源于衍射波
1、有一个晶面严格满足布 拉格条件：双束条件
2、入射波与任何晶面都不 满足布拉格条件，假设： a:透射波的强度几乎等 于入射波的强度；
双束动力学近似
运动学近似
b:衍射束不再被晶面反 射到入射线方向。
The micrograph shows the dislocation structure following creep, with dislocations looping around the particles
Fine secondary γ’-particles are formed in the specimen
hkl
000
衍射衬度理论
厚度均匀的单相多晶金属薄膜样品： 内有若干个晶粒，它们没有厚度差，同时又 足够的薄，以致可不考虑吸收效应，两者的 平均原子序数相同，唯一差别在于它们的晶 体位向不同。
000
晶体的衍衬像：由于晶体的取向不同， 导致各个晶粒对电子的衍射能力不同 所产生的衬度变化。
如何解释衬度的变化？
Fig. 10. The area containing thin Zr–C particles and tiny Zr-rich particles in the annealed specimen after creep test at 600 °C (100 MPa, 9160 h, total deformation 0.71%). Zone axis diffraction pattern of both matrix and thin plate-like Zr–C particles in the insert. Two matrix reflection vectors (D03 structure) are marked by arrows.
位错运动的动态电子显微镜观察
左：具有最大衬度的刃位错像 g∥b 右：位错衬度趋于零 g⊥b
缺陷晶体衍衬的运动学理论及其应用
不同操作反射g下的位错像
晶体的衍衬像：由于晶体的取向不同，导致各个 晶粒对电子的衍射能力不同所产生的衬度变化。
明场像
暗场像
晶体中的取向：多晶、析出物、缺欠
多晶
析出物
共格
位错
半共格
非共格
R tg 2 L
000
二、衍衬像：明场像与暗场像
明场像的成像
明场像：采用物镜光栏挡 住所有的衍射线，只让透 射光束通过的成像。
透射电子显微镜的成像原理
透射电镜像
1、复型像：反映试样表面状态的像，衬 度取决于复型试样的原子序数和厚度； 2、衍衬像：反映试样内部的结构和完整 性，起源于衍射光束； 3、相衬像：由透射束和一束以上的衍射 束相互干涉产生的像。
一、复型透射电镜像
不同厚度试样的成像
不同吸收系数试样的成像
2、衍射衬度像
Rn xna ynb znc
c 是单胞的基矢 其中 a ，b ，
对于所考虑的晶柱来说， xn yn 0 因此， P 处的合成波振幅为
0
g F e
n
2 iKRn
F e
n
2 iK znc
K gs
s sxa syb szc
g F e
完整晶体衍射强度
将薄晶体分成许多小的晶柱，晶 柱平行于Z方向。每个晶柱内都含 有一列元胞。
假设每个晶柱内电子衍射波不进 入其他晶柱，这样只要把每个晶 柱中的各个单胞的衍射波的和波 求出，则和波振幅的平方即为晶 柱下面P点衍射波强度。
各个晶柱下表面衍射波强度的差 异则构成衍衬度像源 完整晶体运动学柱体近似
衍射衬度理论
衍射衬度理论简称为衍衬理论
运动学理论：不考虑入射波与衍射波 的相互作用
衍衬理论
动力学理论：考虑入射波与衍射波的 相互作用
三、完整晶体中衍衬像运动学理论
对于晶体，衍衬像来源于相干散射，即来源于衍射波
1、有一个晶面严格满足布 拉格条件：双束条件
2、入射波与任何晶面都不 满足布拉格条件，假设： a:透射波的强度几乎等 于入射波的强度；
（s=常数，t变化）
Vc cos g Fg
等厚条纹
（s=常数，t变化）
试样斜面和锥形孔产生等厚条纹示意图
等厚条纹
（s=常数，t变化）
等厚条纹
（s=常数，t变化）
等倾干涉
（ t =常数， s 变化）
四、不完整晶体中衍衬像运动学理论
1、不完整晶体衍射强度公式
所谓不完成晶体是指在完整晶体中引入诸如位 错、层错、空位集聚引起的点阵崩塌、第二相和 晶粒边界等缺陷。 在完整晶体中引入缺陷的普遍效应，是使原 来规则排列的周期点阵受到破坏，点阵发生了短 程或长程畸变。
dg
衍射波强度公式：
ID
2 sin sz t 2 2 g
i
g
e2 isx z dz
sz
式中
2
Vc cos g Fg
Vc －单胞体积 －衍射角之半 Fg －结构振幅 －电子波长
g －消光距离
等厚条纹
等厚条纹
衍射波强度：
2 sin 2 sz t ID 2 g sz 2
K g s R Rn R
' n
完整晶体的衍 射强度公式
缺陷晶体衍射波合成振幅为
F e
2 isz
e
2 ig R
a 2 g R
是研究缺陷衬度的一个非常重要的参数
a 0, 表示g R
位错衍衬像
Dislocations in Ni-base superalloy
Fig. 2. TEM micrographs and corresponding diffraction patterns of the AA2324 alloy in the WQ-270 condition: (a) bright field; (b) [0 0 1]Al SAD pattern of the S phase precipitate in dark contrast in (a) with surrounding matrix (the streaks emanating from the brighter Al spots are an artefact due to camera saturation); (c) simulated SAD pattern corresponding to (OR1). The rectangle corresponds to the range of (b).
暗场像的成像
使光阑孔套住hkl斑点， 把透射束和其它衍射束 挡掉，在这种暗场成像 的方式下，衍射束倾斜 于光轴，故又称离轴暗 场。 离轴暗场像的质量差， 物镜的球差限制了像的 分辨能力。
000
hkl
暗场像的成像
通过倾斜照明系统使入射 电子束倾斜2θB，让B晶粒 的( h k l )晶面处于布拉格 条件，产生强衍射，而物 镜光阑仍在光轴位置上， 此时只有B晶粒的 h k l 衍 射束正好沿着光轴通过光 阑孔，而透射束和其它衍 射束被挡掉,这种方式称 为中心暗场成像方式。
Fig. 1. (a) Selected area 140 nm diameter of image containing single S phase particle; (b) SAED pattern from the selected area; (c) fast Fourier transform of the image intensity in (d), the HRTEM image of the embedded particle in (a); (e) microdiffraction pattern of the precipitate and surrounding matrix.
双束动力学近似
运动学近似
b:衍射束不再被晶面反 射到入射线方向。
运动学近似成立的条件：
样品足够薄，入射电子受到多次散射的机会
减少到可以忽略的程度；
衍射处于足够偏离布拉格条件的位向，衍射
束强度远小于透射束强度
柱体近似模型
电子束由试样上表面A入射，在样品下表面P 点出射，透射束与衍射束相应的距离为：
n
2 iKRn
F e
n
2 isz zn
写成积分形式
g F e
0
t
2 isz z
dz
ID
因为
sin s z t F 2 sin s z
2 2
s z 很小，所以可写为
ID F
2
sin sz t
2
sz
2Leabharlann 衍射波振幅的微分形式是2d sin
透过取向位置满足布拉格 关系的晶粒的电子束强度 弱 透过取向位置不满足布拉 格关系的晶粒的电子束强 度强
暗场像的成像
暗场像：采用物镜光栏挡 住透射光束，只让一束衍 射光通过的成像。
2d sin
透过取向位置满足布拉格 关系的晶粒的电子束强度 强 透过取向位置不满足布拉 格关系的晶粒的电子束强 度弱
材料现代分析方法复习要点总汇
材料现代分析方法复习要点总汇X射线衍射束的强度1.粉未多晶的衍射线强度2.影响衍射线强度的因素1.粉未多晶的衍射线强度布拉格方程是产生衍射的必要条件，但不是充分条件，描述衍射几何的布拉格定律是不能反映晶体中原子的种类和它们在晶体中的坐标位置的。
这就需要强度理论。
1．衍射线的绝对强度与相对强度①绝对强度（积分强度、累积强度）是指某一组面网衍射的X射线光量子的总数。
②相对强度用某种规定的标准去比较各个衍射线条的强度而得出的强度。
2．粉未多晶的衍射强度I相对=P·F2··e-2M·A衍射线的强度相对强度: I相对=F2P（1+cos22θ/ sin2θcosθ）e-2M 1/u式中：F——结构因子；P——多重性因子；分式为角因子，其中θ为衍射线的布拉格角；e-2M——温度因子；1/u-吸收因子。
以下重点介绍结构因子F§2 影响衍射线强度的其它因素1. 多重性因子P指同一晶面族｛hkl｝的等同晶面数。
晶体中面间距相等的晶面称为等同晶面。
根据布拉格方程，在多晶体衍射中，等同晶面的衍射线将分布在同一个圆锥面上，因为这些晶面对应的衍射角2θ都相等。
多晶体某衍射环的强度与参与衍射的晶粒数成正比，因此，在其他条件相同的情况下，多晶体中某种晶面的等同晶面数目愈多，这种晶面获得衍射的几率就愈大，对应的衍射线也必然愈强。
2. 角因子（1+Cos22θ）/Sin2θCosθ3.温度因子（第84页）e-2M ）由于原子热振动使点阵中原子排列的周期性部份破坏，因此晶体的衍射条件也部份破坏，从而使衍射强度减弱。
晶体的中原子的热振动，衍射强度受温度影响，温度因子表示为e-2M。
4. 吸收因子A因为试样对X射线的吸收作用，使衍射线强度减弱，这种影响称吸收因子。
晶体的X射线吸收因子取决于所含元素种类和X射线波长，以及晶体的尺寸和形状。
思考题系统消光P78五个因子的定义、表达体心立方和面心立方结构点阵消光规律的推导多晶体X射线衍射分析方法X射线衍射的方法和仪器粉晶德拜照相法粉晶衍射仪法多晶—粉末法λ不变θ变化德拜法、衍射仪法单晶—λ变化θ不变劳厄法λ不变θ变化周转晶体法§1 粉晶德拜照相法定义：利用X射线的照相效应，用底片感光形式来记录样品所产生的衍射花样。
材料现代分析方法练习题及答案(XRD,EBSD,TEM,SEM,表面分析)
8. 什么是弱束暗场像？与中心暗场像有何不同？试用Ewald图解说明。
答：弱束暗场像是通过入射束倾斜，使偏离布拉格条件较远的一个衍射束通过物镜光阑，透射束和其他衍射束都被挡掉，利用透过物镜光阑的强度较弱的衍射束成像。
与中心暗场像不同的是，中心暗场像是在双光束的条件下用的成像条件成像，即除直射束外只有一个强的衍射束，而弱束暗场像是在双光阑条件下的g/3g的成像条件成像，采用很大的偏离参量s。
中心暗场像的成像衍射束严格满足布拉格条件，衍射强度较强，而弱束暗场像利用偏离布拉格条件较远的衍射束成像，衍射束强度很弱。
采用弱束暗场像，完整区域的衍射束强度极弱，而在缺陷附近的极小区域内发生较强的反射，形成高分辨率的缺陷图像。
图：PPT透射电子显微技术1页10. 透射电子显微成像中，层错、反相畴界、畴界、孪晶界、晶界等衍衬像有何异同？用什么办法及根据什么特征才能将它们区分开来？答：由于层错区域衍射波振幅一般与无层错区域衍射波振幅不同，则层错区和与相邻区域形成了不同的衬度，相应地出现均匀的亮线和暗线，由于层错两侧的区域晶体结构和位相相同，故所有亮线和暗线的衬度分别相同。
层错衍衬像表现为平行于层错面迹线的明暗相间的等间距条纹。
孪晶界和晶界两侧的晶体由于位向不同，或者还由于点阵类型不同，一边的晶体处于双光束条件时，另一边的衍射条件不可能是完全相同的，也可能是处于无强衍射的情况，就相当于出现等厚条纹，所以他们的衍衬像都是间距不等的明暗相间的条纹，不同的是孪晶界是一条直线，而晶界不是直线。
反相畴界的衍衬像是曲折的带状条纹将晶粒分隔成许多形状不规则的小区域。
层错条纹平行线直线间距相等反相畴界非平行线非直线间距不等孪晶界条纹平行线直线间距不等晶界条纹平行线非直线间距不等11.什么是透射电子显微像中的质厚衬度、衍射衬度和相位衬度。
形成衍射衬度像和相位衬度像时，物镜在聚焦方面有何不同？为什么？答：质厚衬度：入射电子透过非晶样品时，由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异，导致透过不同区域落在像平面上的电子数不同，对应各个区域的图像的明暗不同，形成的衬度。
材料现代分析方法(复习题及答案)
1、埃利斑由于光的波动性，光通过小孔发生衍射,明暗相间的条纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。
2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。
3、差示扫描量热法（DSC）是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。
4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵,此对应关系可称为倒易变换。
5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n(n 为任意整数)的晶面组(nh，nk，nl）即（H,K，L)记为干涉指数.6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。
7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。
8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围.9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有(HKL）晶面属于同一晶带，称为晶带射线若K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L 10、α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。
11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。
12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器）能分清两个密切相邻物体的程度13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。
射线若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L 14α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。
15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。
16 质谱是离子数量（强度）对质荷比的分布，以质谱图或质谱表的形式的表达。
一、判断题1)、埃利斑半径与照明光源波长成反比，与透镜数值孔径成正比。
2009年材料现代分析方法复习和思考题(缩减版本final)
X射线复习和思考题（陈老师讲课内容）一、名词解释1、物相分析：2、零层倒易面：3、X射线：4、Kα射线与Kβ射线、5、短波限6、吸收限7、质量吸收系数8、晶带10、二次特征辐射(X射线荧光辐射)二、简答，论述，计算题1、辨析点阵与阵胞、点阵与晶体结构、阵胞与晶胞的关系．2、在面心立方晶胞中标明（001）、（002）和（003）面，并据此回答：干涉指数表示的晶面上是否一定有原子分布？为什么？3、判别下列哪些晶面属于[111]晶带：（011），（123），（231），（211），（011），（331），（211），（213），（110），（212）。
4、试计算（1113）的共同晶带轴。
3）及（25、何为晶带，说明晶带定律？6、何为倒易矢量，它的基本性质是什么？与7、已知某点阵｜a｜＝3Å，｜b｜＝2 Å，γ＝60°，c∥a×b，试用图解法求r*110·r*2108、试述X射线的定义、性质，连续X射线和特征X射线的产生、有何应用？9、辨析概念：x射线散射、衍射与反射。
10、X射线与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用？11．为什么衍射线束的方向与晶胞的形状和大小有关？12．当波长为λ的X射线照射到晶体并出现衍射线时，相邻两个（hkl）反射线的光程差是多少？相邻两个（HKL）反射线的光程差又是多少？=0.22909nm进行摄照，求(110) 13．α-Fe为立方系晶体，点阵常数a=0.2866nm，如用CrλKα和(200)面的衍射布拉格角。
14、CuKα射线（λKα＝0.154 nm）照射Cu样品。
已知Cu的点阵常数a＝0.361 nm，试分别用布拉格方程与厄瓦尔德图解法求其（200）反射的θ角。
15．CuKα辐射（λ=0.154 nm）照射Ag（FCC）样品，测得第一衍射峰的位置2θ=38°，试求Ag的点阵常数。
材料分析方法习题
注： *的多少仅代表该题可能的难易程度。
第一章 X 射线物理学基础1、X 射线有什么性质，本质是什么？波长为多少？与可见光的区别。
（*）2、什么是X 射线管的管电压、管电流？它们通常采用什么单位？数值通常是多少？（*）3、X 射线管的焦点与表观焦点的区别与联系。
（*）4、X 射线有几种？产生不同X 射线的条件分别是什么？产生机理是怎样的？晶体的X 射线衍射分析中采用的是哪种X 射线？（*）5、特征X 射线，连续X 射线与X 射线衍射的关系。
（*）6、什么是同一线系的特征X 射线？不同线系的特征X 射线的波长有什么关系？同一线系的特征X 射线的波长又有什么关系？7、什么是临界激发电压？为什么存在临界激发电压？（**）8、什么是、射线？其强度与波长的关系。
什么是、射线其强度与波长的关系。
（**）αK βK 1αK 2αK 9、为什么我们通常只选用Cr 、Fe 、Co 、Ni 、Mo 、Cu 、W 等作阳极靶，产生特征X 射线的波长与阳极靶的原子序数有什么关系。
10、 什么是相干散射、非相干散射？它们各自还有什么名称？相干散射与X 射线衍射的关系。
（*）11、 短波限，吸收限，激发限如何计算？注意相互之间的区别与联系。
（**）12、 什么是X 射线的真吸收？比较X 射线的散射与各种效应。
（*）13、 什么是二次特征辐射？其与荧光辐射是同一概念吗？与特征辐射的区别是什么？（**）14、 什么是俄吸电子与俄吸效应，及与二次特征辐射的区别。
（**）15、 反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同? （**）16、 在X 射线与物质相互作用的信号中，哪些对我们进行晶体分析有益？哪些有害？非相干散射和荧光辐射对X 射线衍射产生哪些不利影响？（**）17、 线吸收系数与质量吸收系数的意义。
并计算空气对CrK α的质量吸收系数和线吸收系数（假如空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧，空气的密度为1.29×10-3g/cm 3）(**)18、 阳极靶与滤波片的选择原则是怎样的？（*）19、 推导出X 射线透过物质时的衰减定律,并指出各参数的物理意义。
《材料现代分析方法》练习与答案
第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是( Ｂ )Ａ.X射线透射学;Ｂ.X射线衍射学；C.X射线光谱学;2.Ｍ层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征Ｘ射线称（ B ）A.Ｋα;Ｂ. Kβ;C.Kγ；D. Lα。
3.当X射线发生装置是Cu靶,滤波片应选（Ｃ）A．Cｕ；Ｂ. Fe;C．Ni；Ｄ. Mo。
４.当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称( A ）A.短波限λ0;B．激发限λk；C. 吸收限;D. 特征Ｘ射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后,L层电子回迁K层，多余能量将另一个Ｌ层电子打出核外,这整个过程将产生（D )（多选题）A.光电子；B．二次荧光;C.俄歇电子；D. （A＋C)二、正误题1.随X射线管的电压升高,λ0和λｋ都随之减小。
（)2. 激发限与吸收限是一回事,只是从不同角度看问题。
（)3. 经滤波后的Ｘ射线是相对的单色光。
（)４. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
( ) ５. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。
( ）三、填空题1.当X射线管电压超过临界电压就可以产生连续X射线和特征X 射线。
2. X射线与物质相互作用可以产生俄歇电子、透射Ｘ射线、散射X射线、荧光X射线、光电子、热、、。
3. 经过厚度为H的物质后，Ｘ射线的强度为。
４. X射线的本质既是波长极短的电磁波也是光子束，具有波粒二象性性。
５．短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称，常用于。
习题1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么?（1）用ＣｕK αX 射线激发Cu Ｋα荧光辐射；(2)用ＣuK βＸ射线激发CuK α荧光辐射；（３）用CuK αX 射线激发Cu Ｌα荧光辐射。
3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. Ｘ射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？5. 产生X 射线需具备什么条件?6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 计算当管电压为５０ kv 时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。
9 衍衬成像
•
本章难点: 本章难点
第九章 晶体薄膜衍衬成像
§9-1 概述 • 如何提高电子显微镜的分辨率？？？
采用复型技术可以提高到几个纳米左右； 复型颗粒影响、不能对内部组织进行观察。
第九章 晶体薄膜衍衬成像
复型：样品表面形貌的复制，其原理与侦破案件时用 石膏复制罪犯鞋底花纹相似，这是一种间接的分析方 法，通过复型制备出来的样品是真实样品表面形貌组 织结构细节的薄膜复制品。 复型材料应具备的条件： 复型材料本身必须是非晶态材料； 复型材料的粒子尺寸必须很小； 复型材料应具备耐电子轰击的性能。
第九章 晶体薄膜衍衬成像
质厚衬度原理是建立在非晶体样品中原子对入射 电子的散射和投射电子显微镜小孔径角成像基础 上的成像原理，是解释非晶态样品电子显微图像 衬度的理论依据。
第九章 晶体薄膜衍衬成像
§ 9-2 薄膜制备 • 薄膜制备的基本要求？？？
薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制 备过程中，组织结构不发生变化； 样品相对于电子束而言必须有足够的透明度； 薄膜样品应有一定强度和刚度； 在制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。
现代材料微观分析方法
材料科学与工程学院 罗 勇 sulyflying@ 材料学院 A411
第九章衍衬成像ຫໍສະໝຸດ 第九章 晶体薄膜衍衬成像本章主要学习的内容: 本章主要学习的内容
1.衍衬成像原理 衍衬成像原理
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第九章 晶体薄膜衍衬成像
• 本章重点: 本章重点
1.衍衬成像原理 衍衬成像原理 2.明暗场衬度 明暗场衬度
第九章 晶体薄膜衍衬成像
中心暗场像(CDF)：入射电子束相对衍射晶面 一定角度，物镜光阑仍在光轴位置，此时衍射斑 将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏 形成的衍衬像称为中心暗场像，中心暗场成像比 普通暗场成像清晰。
现代材料分析方法复习资料
现代材料分析方法第三章当一束聚焦电子沿一定方向射到样品上时，在样品物质原子的库仑电场作用下，入射电子方向将发生改变，称为散射。
原子对电子的散射还可以进一步分为弹性散射和非弹性散射。
在弹性散射中，电子只改变运动方向，基本上无能量变化。
在非弹性散射中，电子不但改变方向，能量也有下同程度的衰减，衰减部分转变为热、光、x射线、二次电子等。
原于中核外电子对入射电子的散射作用是一种非弹性散射，散射过程中入射电子所损失的能量部分转变为热，部分使物质中原子发生电离或形成自由载流子，并伴随着产生各种有用信息，如二次电子、俄歇电子、特征x射线、特征能量损失电子、阴极发光、电子感生电导等当入射电子与原子核外电子发生相互作用时，会使原子失掉电子而变成离子，这种现象称为电离，而这个脱离原子的电予称为二次电子。
二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。
入射电子在样品内遭到散射，改变前进方向，在非弹性散射信况下，还会损失一部分能量。
在这种弹佳和非弹性散射过程中，有些入射电子累计散射角超过90o，这些电子将重新从样品表面逸出，称为背散射电子。
背散射电于是指被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。
在电子显微分析仪器中利用背散射电子信号通常是指那些能量较高的电子，其中主要是能量等于或接近尽的电子，其特点如下。
1．对样品物质的原子序数敏感；2．分辨率及信号收隼率较低当样品较厚时，例如达到微米数量级，入射电子中的一部分在样品内经过多次非弹性散射后，能量耗尽，既无力穿透样品，也不能逸出表面，称为吸收电子。
具有特征能量值的电子称为俄歇电子（AUE）。
利用俄歇电子进行元素分析的仪器称谓俄歇电子能谱仪(AES)c。
如果原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量 E不以X射线的形式释放，而是用该能量将核外另一电子打出，脱离原子变为二次电子，这种二次电子叫做俄歇电子。
俄歇电子具有以下特点l. 适于分析轻元素及超轻元素;因为这些元素的特征x射线产额很低，俄歇电子产额很高2．适于表面薄层分析真正能够保持其特征能量而逸出表面的俄歇电子只限子表层以下1nm以内的深度范围。
《衍衬成像》课件
数据处理与分析
数据预处理
对采集到的数据进行噪声去除、对比度调整 等处理，以提高图像质量。
图像分析
利用专业软件对衍衬图像进行分析，提取晶 格常数、晶体取向等信息。
结果解释
根据分析结果，解释样品的晶体结构和物理 性质。
结果验证
通过与其他实验方法或已知数据对比，验证 衍衬成像实验结果的准确性。
04
衍衬成像的未来发展
A
B
C
D
缺点
对样品的要求较高，且设备成本和维护成 本较高。
优点
高穿透力和高分辨率，能够揭示物体内部 的晶体结构和形貌。
电子衍衬技术
原理
利用电子束与物质相互作用产生的衍 射效应，测量衍射强度和角度信息， 重构物体表面的形貌和结构。
应用
在微电子学、纳米科技等领域广泛应 用，如半导体器件检测、纳米结构成 像等。
结论
衍衬成像的重要性和意义
揭示微观结构
衍衬成像技术能够揭示样品的微观结构，对于材料科学、生物学 等领域的研究具有重要意义。
无损检测
衍衬成像是一种无损检测技术，可以在不破坏样品的情况下获取其 内部结构信息。
广泛应用
衍衬成像技术广泛应用于医学、生物学、材料科学、地质学等领域 ，为科学研究和技术创新提供了有力支持。
衍衬成像的原理
当光波遇到物体表面或内部结构时，会发生衍射和干涉现象。这些现象会导致光波的振幅、相位和传 播方向发生变化。
通过测量这些变化，可以反推出物体的结构和形貌信息。衍衬成像技术利用了光的波动性和干涉性， 通过精确测量光波的衍射和干涉模式，可以获得高分辨率和高灵敏度的图像。
衍衬成像的应用领域
材料科学领域
衍衬成像在材料科学领域可用于研究材料的微观结构和性能，为新材料的研发提供有力支 持。
材料现代分析方法试题3(参考答案)
材料现代分析方法试题6（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途？答：获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。
劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向；旋转晶体法主要用于研究晶体结构；粉末法主要用于物相分析。
2．试述布拉格公式2dHKLsin θ=λ中各参数的含义，以及该公式有哪些应用？ 答：d HKL 表示HKL 晶面的面网间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X 射线或衍射线与面网间的夹角，λ表示入射X 射线的波长。
该公式有二个方面用途：（1）已知晶体的d 值。
通过测量θ，求特征X 射线的λ，并通过λ判断产生特征X 射线的元素。
这主要应用于X 射线荧光光谱仪和电子探针中。
（2）已知入射X 射线的波长， 通过测量θ，求晶面间距。
并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。
3．试述罗伦兹三种几何因子各表示什么？答：洛伦兹因数第一种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒大小对衍射强度的影响。
，第二种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒的数目对衍射强度的影响，第三种几何因子是表示样品中衍射线位置对衍射强度的影响。
4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？ 答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。
称之为宏观应力。
它能使衍射线产生位移。
第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。
它一般能使衍射峰宽化。
第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。
它能使衍射线减弱。
5．设[uvw]是(hkl)的法线，用正、倒空间的变换矩阵写出它们之间的指数互换关系。
答：[uvw]＝〔G 〕[u ＊v ＊w ＊]其中[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=333231232221131211A A A A A A A A A G ，()()⎩⎨⎧=≠=⋅j i j i a a j i 10* 6．给出简单立方、面心立方、体心立方以及密排六方晶体结构电子衍射发生消光的晶面指数规律。