石墨烯研究中的分析测试技术
石墨分析报告
石墨分析报告1. 引言石墨是一种常见的碳质材料，具有高导电性、高热稳定性和低摩擦系数等特性，在众多领域中得到广泛应用。
为了更好地了解石墨的性能和结构特征，本文将对石墨进行分析，并提供相关数据和结论。
2. 分析过程在进行石墨分析之前，首先需要准备样品，并选择合适的分析仪器。
本次石墨分析使用了扫描电镜和X射线衍射仪进行分析。
2.1 扫描电镜分析（SEM）扫描电镜是一种常用的表面形貌观察仪器，可以通过电子束轰击样品表面，获得高分辨率的图像。
本次石墨分析中，我们将使用SEM来观察石墨的表面形貌。
通过SEM观察，我们可以清楚地看到石墨材料的层状结构和光滑的表面。
石墨的层状结构使其具有良好的导电性和热传导性能，适用于电极材料和热管理应用。
2.2 X射线衍射分析（XRD）X射线衍射是一种常用的结晶性分析方法，可用于确定材料的晶体结构和晶格常数。
本次石墨分析中，我们将使用X射线衍射仪来分析石墨的晶体结构。
通过XRD分析，我们得到了石墨的衍射图谱，从中可以看出石墨具有明显的晶体衍射峰。
根据峰的位置和强度，我们可以推断石墨的晶体结构和晶格常数。
3. 分析结果3.1 SEM观察结果通过SEM观察，我们可以看到石墨材料的层状结构和光滑的表面。
这说明石墨具有较高的层间结合力和良好的结晶性，有利于其在导电和热传导方面的应用。
以下是SEM观察结果的图像：插入SEM观察结果图像3.2 XRD分析结果通过XRD分析，我们确定了石墨的晶体结构和晶格常数。
根据峰的位置和强度，我们可以得出以下结论：•石墨的晶体结构为六方晶系。
•石墨的晶格常数为0.246 nm。
由于石墨的晶体结构和晶格常数的特殊性，它具有高导电性、高热稳定性和低摩擦系数等优良特性。
4. 结论通过以上分析，我们得出了以下结论：•石墨具有层状结构和光滑的表面，适用于导电和热传导应用。
•石墨的晶体结构为六方晶系，晶格常数为0.246 nm。
这些结果为石墨的应用提供了重要的参考和依据，也为相关的研究工作提供了有力的支持。
石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展
石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列形成的二维晶体材料，自2004年被科学家首次成功分离以来，其独特的物理和化学性质引起了全球科研人员的广泛关注。
石墨烯以其超高的电导率、热导率、强度以及优良的摩擦学性能，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
特别是在摩擦学领域，石墨烯及其基复合润滑材料的研究，对于提高机械部件的运行效率、降低能耗、延长使用寿命等方面具有深远的意义。
本文旨在全面综述近年来石墨烯摩擦学及石墨烯基复合润滑材料的研究进展。
我们将从石墨烯的基本性质出发，深入探讨其摩擦学特性，包括摩擦系数、磨损率等关键指标。
随后，我们将重点介绍石墨烯基复合润滑材料的制备工艺、性能优化及其在实际应用中的表现。
本文还将对石墨烯在摩擦学领域的未来研究方向和应用前景进行展望，以期为相关领域的科研工作者和工程师提供有益的参考和启示。
二、石墨烯的摩擦学特性石墨烯，作为一种新兴的二维纳米材料，自其被发现以来，便因其独特的物理和化学性质引起了摩擦学领域的广泛关注。
石墨烯的摩擦学特性主要表现在其超常的力学性能和极低的摩擦系数上。
石墨烯的力学性能卓越，其杨氏模量高达0 TPa，抗拉强度约为130 GPa，这使得石墨烯在承受压力时表现出极高的稳定性。
因此，在摩擦过程中，石墨烯可以作为有效的承载层，减少摩擦界面的磨损。
石墨烯具有极低的摩擦系数。
研究表明，石墨烯在多种材料表面上的摩擦系数都低于1，甚至在某些条件下可以达到超低摩擦状态。
这种低摩擦特性使得石墨烯在润滑材料领域具有巨大的应用潜力。
石墨烯还具有出色的热稳定性和化学稳定性，这使得它在高温、高湿、高腐蚀等恶劣环境下仍能保持稳定的摩擦性能。
因此，石墨烯不仅可以在常规条件下作为润滑材料使用，还可以在极端条件下发挥出色的润滑效果。
然而，尽管石墨烯具有诸多优点，但在摩擦学应用中也存在一些挑战。
例如，石墨烯的层间剪切强度较低，容易在摩擦过程中发生滑移，导致摩擦系数的波动。
绝对干货石墨烯AFM测试详解
绝对干货石墨烯AFM测试详解【材料+】说：单层石墨烯的厚度为０.335ｎｍ，在垂直方向上有约１ｎｍ的起伏，且不同工艺制备的石墨烯在形貌上差异较大，层数和结构也有所不同，但无论通过哪种方法得到的最终产物都或多或少混有多层石墨烯片，这会对单层石墨烯的识别产生干扰，如何有效地鉴定石墨烯的层数和结构是获得高质量石墨烯的关键步骤之一。
本文材料+小编将为大家揭秘石墨烯AFM测试。
石墨烯的表征主要分为图像类和图谱类图像类以光学显微镜透射电镜TEM扫描电子显微镜、SEM和原子力显微分析AFM为主而图谱类则以拉曼光谱Raman红外光谱IRX射线光电子能谱、XPS和紫外光谱UV为代表其中TEM、SEM、Raman、AFM和光学显微镜一般用来判断石墨烯的层数而IRX、XPS和UV则可对石墨烯的结构进行表征，用来监控石墨烯的合成过程。
本文主要为大家揭秘石墨烯烯AFM 测试。
AFM表征图1 AFM的工作原理图图2 AFM工作的三种模式关于AFM的原理这里就不多说了，目前常用的AFM工作模式主要有三种：接触模式，轻敲模式以及非接触模式。
这三种工作模式各有特点，分别适用于不同的实验需求。
石墨烯的原子力表征一般采用轻敲模式（TappingMode）：敲击模式介于接触模式和非接触模式之间，是一个杂化的概念。
悬臂在试样表面上方以其共振频率振荡，针尖仅仅是周期性地短暂地接触/敲击样品表面。
这就意味着针尖接触样品时所产生的侧向力被明显地减小了。
因此当检测柔嫩的样品时，AFM的敲击模式是最好的选择之一。
一旦AFM开始对样品进行成像扫描，装置随即将有关数据输入系统，如表面粗糙度、平均高度、峰谷峰顶之间的最大距离等，用于物体表面分析。
优点：很好的消除了横向力的影响。
降低了由吸附液层引起的力，图像分辨率高，适于观测软、易碎、或胶粘性样品，不会损伤其表面。
缺点：比ContactModeAFM的扫描速度慢。
AFM表征石墨烯原理AFM可用于了解石墨烯细微的形貌和确切的厚度信息，属于扫描探针显微镜，它利用针尖和样品之间的相互作用力传感到微悬臂上，进而由激光反射系统检测悬臂弯曲形变，这样就间接测量了针尖样品间的作用力从而反映出样品表面形貌。
10石墨烯材料 比热容的测定 差示扫描量热法(DSC)法
ICS 19 A 20
江苏省石墨烯检测技术重点实验室标准
Q/JSGL 010—2014
石墨烯材料 比热容的测定 差示扫描量 热法（DSC）
Graphene materials Determination of specific heat capacity by differential scanning calorimetry(DSC) 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识
3
标准物质（蓝宝石）热焓变化率为：
dQ dT .................................. (3) y C p m dt dt
式（2）与式（3）相除得：
Cp m y ...................................... (4) y C m
dQ dQ dT ...................................... (1) dt dT dt
式中：
dT dt 是升温速率
在某一温度下，试样的热焓变化率为：
dQ dT ................................... (2) y Cp m dt dt
p
因此，试样的比热容Cp为：
m y ..................................... (5) Cp Cp m y
测试石墨烯氧含量的方法
测试石墨烯氧含量的方法
目前常用的测试石墨烯氧含量的方法有以下几种：
1. X射线光电子能谱(XPS)：X射线光电子能谱是一种表面分析技术，可以定量分析材料表面的元素组成及其化学状态。
通过对石墨烯样品进行XPS测试，可以分析其氧含量并进一步确定氧化形式。
2. 热重分析(TGA)：热重分析是一种热学分析方法，通过加热样品并测量其质量随温度的变化，可以获得材料的热稳定性及其组成的信息。
石墨烯中的氧含量会影响其热稳定性，因此可以通过TGA分析来间接测定氧含量。
3. 红外光谱(FTIR)：红外光谱技术可以用于分析化学键的振动模式，从而确定化合物的结构和组成。
对于石墨烯样品，利用FTIR技术可以测量其特征峰位来确定氧化程度并进一步推测氧含量。
4. 拉曼光谱：拉曼光谱是一种非破坏性分析技术，可以通过测量材料分子振动的频率和强度，提供关于样品结构和组成的信息。
石墨烯中的氧化产物具有特征性的拉曼峰，通过测量这些峰位可以推测石墨烯中的氧含量。
这些方法各自有其优缺点，并且在测试石墨烯氧含量时往往需要多种方法互相印证来确保结果的准确性。
石墨烯-TiO2复合材料的制备及其光催化性能研究概述
石墨烯/ TiO2复合材料的制备及其光催化性能研究概述石墨烯是一种新型的二维碳质材料，由于其特殊的性能，如：比表面积大，良好的导热性，室温电子迁移率高等，所以石墨烯及其复合材料在半导体，生物传感，能源储存，电容器和电池等领域有潜在的应用前景。
采用水热法制备了石墨烯/二氧化钛复合材料，通过控制反应条件制备了不同催化性能的样品。
通过XRD、SEM、Raman和UV-vis光谱仪等分析手段对样品进行了表征。
并测试了该催化剂在紫外光下对罗丹明B染料的催化性能，结果表明复合材料光催化性能和效率较单纯的二氧化钛均有所提高，当酸的浓度为0.25mol/L时，出现了金红石型和锐钛矿型混合晶型的复合催化剂，这种催化剂对染料的最终降解率高于其他类型催化剂。
1.1引言现代工业发展的脚步越来越快，与此同时也引起了许多关于生态和环境的问题。
环境污染已经成为阻碍社会经济发展的关键因素，解决各项环境问题迫在眉睫[1]。
光催化技术在环境治理领域具有重要的应用前景，在众多的催化剂中，二氧化钛是较为普遍使用的半导体光催化剂。
选用二氧化钛作为催化剂的优点主要有：（1）合适的半导体禁带宽度（3.0eV左右）；（2）光催化效率高。
导带和价带的电位具有很强的氧化—还原能力，可分解大部分的有机污染物；（3）化学稳定性好，具有很强的抗光腐蚀性；（4）价格便宜，无毒而且原料易得[2]。
但是普通未经处理的二氧化钛并没有理论期望的光催化效果，其中一个原因就是电子和空穴复合率高，实际发生催化反应的电子和空穴较少，本文通过石墨烯与二氧化钛复合，提高催化反应过程中电子传输速度，减少载流子复合，从而提高光催化效果。
1.2 基本理论1.2.1 光催化原理光催化效应是指，光催化剂在光的照射下，自身不发生变化，吸收光能后将其转化为化学能，从而促进化学反应的一种效应[3]。
光催化反应原理图如下：图1.1 光催化反应原理图当照射催化剂的光子能量高于其禁带宽度时，处于价带的电子吸收光子能量跃迁到导带，分别在价带和导带形成高活性的光生空穴和光生电子，即电子-空穴对。
石墨烯的表面性质及其分析测试技术
Journal of Advances in Physical Chemistry 物理化学进展, 2016, 5(2), 48-57Published Online May 2016 in Hans. /journal/japc/10.12677/japc.2016.52006Progress in Surface Propertiesand the Surface Testing of GrapheneJinfeng Dai1*, Guojian Wang1,2, Chengken Wu11School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai2Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials, Ministry of Education, ShanghaiReceived: Apr. 22nd, 2016; accepted: May 10th, 2016; published: May 13th, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractGraphene has been paid much attention for its special two-dimensional structure and excellent physicochemical properties. Researchers have done a great number of studies on these fields, and have made lots of outstanding results, while less on the surface properties, relatively. However, the surface properties of graphene usually play an important role in the practical application of graphene-based materials, especially, in the nano-composites, nano-coating and electrical nano- devices. In this review, the recent developments of surface properties and surface modification of graphene are summarized, where the relationship between the structure and surface properties of graphene is highlighted. The method of surface testing is also compared and commented on briefly. We believe that the future prospects of research emphasis on preparation of functiona-lized graphene with special surface properties, and a new comprehensive technique for testing the surface properties of graphene. Finally, the current challenges of research on structural surface and surface properties of graphene are commented based on our own opnion.KeywordsSurface Properties, Structural Surface, Surface Energy, Surface Testing, Graphene石墨烯的表面性质及其分析测试技术戴进峰1*，王国建1,2，吴承恳11同济大学材料科学与工程学院，上海*通讯作者。
9石墨烯材料 热重分析法(TG)
ICS19A 20江苏省石墨烯检测技术重点实验室标准Q/JSGL 009—2014石墨烯材料热重分析法（TG）Graphene materials Method of thermogravimetric analysis(TG)2014-08-20发布2014-10-01实施前言本标准遵循GB/T 1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的规则。
本标准由江苏省石墨烯检测技术重点实验室提出。
本标准负责起草的单位：江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院。
本标准主要起草人：百坚毅、王勤生、魏斌、范雪琪、杨永强、金玲、王伟娜、孟若愚、高良、刘渊。
本标准为首次发布。
石墨烯材料热重分析法（TG）1 范围本方法规定了使用热重分析法分析石墨烯材料的原理、设备、测试步骤、数据处理和数据精密度。
本方法适用于固体粉末状石墨烯材料的分析。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
DIN 51006—2005 热分析(TA) 热解重量分析法(TG) 原理3 原理在程序温度控制下，以恒定速率加热试样，并测量试样质量变化与温度的关系。
也可以是，在给定时间段内，试样保持在恒定的温度下，测量试样质量变化与时间的关系。
质量的变化记录为热重曲线。
4 设备热重分析仪：可在50℃至约1000℃温度范围内以及一定的气氛环境下进行程序控温加热和冷却。
5 测试步骤5.1 称量试样，称取2 mg～5 mg石墨烯样品，放入样品皿中。
5.2 打开仪器，预热至少4 h。
5.3 将装载有试样的α-Al2O3坩埚置于热天平上。
在不同气氛（氮气、空气或氧气）保护下，设定气体流速为（10～20） mL/min，升温速率为（10～20）℃/min。
5.4 开始执行温度程序并记录热重曲线。
6 数据处理6.1 图示以质量变化量或质量分数变化量与时间或温度关系曲线的形式显示热重数据。
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石墨烯研究中的分析测试技术摘要：石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的碳质新材料，具有比表面积大、载流子迁移速率高、导热率高等优良的半导体性能，使得石墨烯逐渐成为研究的热点。
对于每一种材料而言，它的测试表征技术在材料的制备和质量检测都是不可或缺的，本文介绍了用于分析和表征石墨烯材料结构的常用的几种表征技术，重点介绍了透射电镜和拉曼光谱分析在石墨烯中的应用，及比较了拉曼光谱与红外光谱吸收的区别。
关键字：石墨烯，透射电镜，拉曼光谱，红外光谱Analysis techniques of graphene materialsWu Yuming(School of Materials Science and Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072) Abstract：Graphene is a new carbon-based materials which consists of a flat monolayer of carbon atoms tightly packed into a two-dimensional honeycomb lattice. It has larger surface area, high carrier mobility, high thermal conductivity and other excellent performances, making graphene gradually become a research hotspot. For each material, its test preparation materials characterization techniques in quality is essential, this paper describes the analysis and characterization of graphene materials, structure and preparation of several characterization techniques. This article focuses on the transmission electron microscopy and Raman spectroscopy applications in graphene , and compare the differences between Raman and IR spectroscopy.Key Words: Graphene, TEM, Raman spectroscopy, IR spectroscopy1.前言在地球上含有大量的C元素，而根据晶体中C原子不同的排列方式可以形成很多形貌和性质完全不同的物质，如金刚石、石墨、活性碳等。
我们知道，铅笔芯的原材料是石墨，而石墨是一类层状的材料，即由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而形成的。
由于碳层之间的作用力比较弱，因此石墨层间很容易互相剥离开来，从而形成很薄的石墨片层，这也正是铅笔可以在纸上留下痕迹的原因。
如果将石墨逐层地剥离，直到最后只形成一个单层，即厚度只有一个碳原子的单层石墨，这就是石墨烯。
石墨烯的厚度只有0. 335 nm，比纸还要薄100万倍，把20万片石墨烯叠加到一起，也只有一根头发丝的厚度，但是它的强度却比钻石还要坚韧，同时，作为单质，它在室温下传递电子的速度要超过任何一种已知的导体[1]。
石墨烯已经成为当前科学界最热门的材料之一，而Andre Geim和Kostya Novoselov的工作的意义在于：他们通过独特的机械剥离的办法，获得了足够大的单层的石墨烯，并成功地通过输运测量表征了其独特的二维特性和奇妙的电子结构，从而引起了对石墨烯的研究热潮。
石墨烯的独特电子结构使人们对石墨烯在未来的应用充满了遐想和希望[2]。
材料分析技术是研究物质的微观状态与宏观性能之间关系的一种手段。
人们能通过改变分子或晶体的结构来达到控制物质宏观特性的目的，所以科学技术的发展离不开分析测试。
材料分析方法是通过对表征材料的物理性质或物理化学性质参数及其变化（称为测量信号或特征信息）的检测实现的。
即材料的分析原理是指测量信号与材料成分、结构等的特征关系，采用不同测量信号（相应地具有于材料的不同特征关系）形成了各种不同的材料分析方法。
石墨烯制备出来之后，表征石墨烯的手段很多，光学显微镜( OM )、拉曼光谱( Raman)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM )、X 射线衍射( XRD )、原子力显微镜(AFM )等进行观测。
利用这些表征方法，可以帮助我们观测到石墨烯的层数、片层尺寸、合成过程、形貌等信息。
通过前两种方法，我们可以高效无破坏地辨识出石墨烯的层数和片层尺寸，通过后3种方法，我们可以更直观具体地了解石墨烯的合成过程和形貌。
2.石墨烯的结构和性质2.1 石墨烯的结构碳是地球上最丰富的元素之一，也是构成生命的最基本的元素。
单质碳存在形式是多种多样的：如碳构成的金刚石是世界上最坚硬的物质；零维的富勒烯和一维的碳纳米管是近些年来出现的新纳米材料。
二维的石墨烯则是由石墨中得来：将石墨的厚度降低到一个原子单层，即是单层的石墨烯。
石墨可以看作是许多石墨烯按照一定规则堆垛在一起，层间以范德瓦耳斯力键相连而形成。
因此，石墨烯内部为碳原子构成的六角蜂窝状网络结构，实际上可看作是单原子层的石墨[3]。
石墨烯也可以看成是构造其他维度碳质材料的基本单元，如它可以包裹成0维富勒烯，也可以卷起来形成一维的碳纳米管(如图1)。
迄今为止，研究者们仍没有发现石墨烯中会有碳原子缺失的情况，但是在2007年，Meyer[4]等人观察到石墨烯的单层并不是完全平整的，它的表面会有一定高度的褶皱(如图2)，单层石墨烯的褶皱程度明显高于双层石墨烯，并且褶皱程度会随着石墨烯层数的增加而越来越小。
一些研究者认为，从热力学的角度来分析，这可能是由于单层石墨烯为降低其表面能，由二维形貌向三维形貌转换，或者也可以认为褶皱是二维石墨烯存在的必要条件之一。
但具体的原因还有待进一步研究和探索。
图1:石墨烯及其构建的零维富勒烯、一维碳纳米管和三维石墨[3]2.2石墨烯的性质石墨烯是一种sp2杂化结构的物质，具有一些奇特的物理性质。
首先，石墨烯是零带隙半导体，有着独特的载流子特性，为相对力学现像的研究提供了一条重要途径[5]。
另外，石墨烯中的各个碳原子之间的连接十分柔韧，当对其施加外部机械力时，碳原子面就会弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了该材料结构的稳定性。
同时，这种稳定的晶格结构也使石墨烯具有优秀的导电性，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
由于原子间作用力十分强，在常温环境下，即使周围的碳原子互相发生了挤撞，石墨烯中的电子受到的干扰也会非常小[1]。
作为单质，石墨烯最大的特性是它在室温下传递电子的速度比已知的任何导体都快，其中电子的运动速度可以达到光速的1/300，大大超过了电子在一般导体中的运动速度[1]。
另外，它也是目前已知材料中电子传导速率最快的材料，其室温下的电子迁移速率可高达15000cm2/(V·s)[6]同时，科学家们还发现单层的石墨烯具有很大的比表面积，可达到2600m2/g[7]。
石墨烯也是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一，韧性好。
有实验表明，它们每100nm距离上承受的最大压力可达2.9μN[5]；石墨烯特有的能带结构使空穴和电子相互分离，导致了新电子传导现像的产生，如量子干涉效应、不规则量子霍尔效应、零质量的狄拉克费米子行为等[8]。
石墨烯在很多方面具备超越现有材料的特性，具体如图3所示[11]，日本企业的一名技术人员形容单层石墨碳材料“石墨烯”是“神仙创造的材料”。
石墨烯的出现，有望从构造材料到用于电子器件的功能性材料等广泛领域引发材料革命。
图3：石墨烯的特点3.石墨烯的分析表征技术3.1透射电镜3.1.1透射电镜的成像原理[12]透射电镜的成像原理是由照明部分提供的有一定孔径角和强度的电子束平行地投影到处于物镜物平面处的样品上，通过样品和物镜的电子束在物镜后焦面上形成衍射振幅极大值，即第一幅衍射谱。
这些衍射束在物镜的像平面上相互干涉形成第一幅反映试样为微区特征的电子图像。
通过聚焦（调节物镜激磁电流），使物镜的像平面与中间镜的物平面相一致，中间镜的像平面与投影镜的物平面相一致，投影镜的像平面与荧光屏相一致，这样在荧光屏上就观察到一幅经物镜、中间镜和投影镜放大后有一定衬度和放大倍数的电子图像。
由于试样各微区的厚度、原子序数、晶体结构或晶体取向不同，通过试样和物镜的电子束强度产生差异，因而在荧光屏上显现出由暗亮差别所反映出的试样微区特征的显微电子图像。
电子图像的放大倍数为物镜、中间镜和投影镜的放大倍数之乘积。
3.1.2透射电镜的构造[12]透射电子显微镜由以下几大部分组成：照明系统，成像光学系统；记录系统；真空系统；电气系统。
成像光学系统，又称镜筒，是透射电镜的主体。
（详见图4）图4：透射显微镜构造原理和光路照明系统主要由电子枪和聚光镜组成。
电子枪是发射电子的照明光源。
聚光镜是把电子枪发射出来的电子会聚而成的交叉点进一步会聚后照射到样品上。
照明系统的作用就是提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源。
成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜组成。
物镜是用来形成第一幅高分辨率电子显微图像或电子衍射花样的透镜。
透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于物镜。
因为物镜的任何缺陷都被成像系统中其它透镜进一步放大。
欲获得物镜的高分辨率，必须尽可能降低像差。
通常采用强激磁，短焦距的物镜。
物镜是一个强激磁短焦距的透镜，它的放大倍数较高，一般为100-300倍。
目前，高质量的物镜其分辨率可达0.1nm左右。
中间镜是一个弱激磁的长焦距变倍透镜，可在0-20倍范围调节。
当M>1时，用来进一步放大物镜的像；当M<1时，用来缩小物镜的像。
在电镜操作过程中，主要是利用中间镜的可变倍率来控制电镜的放大倍数。
投影镜的作用是把经中间镜放大（或缩小）的像（电子衍射花样）进一步放大，并投影到荧光屏上，它和物镜一样，是一个短焦距的强磁透镜。
投影镜的激磁电流是固定的。
因为成像电子束进入投影镜时孔镜角很小（约10-3rad）,因此它的景深和焦距都非常大。
即使改变中间镜的放大倍数，使显微镜的总放大倍数有很大的变化，也不会影响图像的清晰度。
有时，中间镜的像平面还会出现一定的位移，由于这个位移距离仍处于投影镜的景深范围之内，因此，在荧光屏上的图像仍旧是清晰的。