电镜技术及其在材料科学中的应用.doc

扫描电镜技术及其在材料科学中的应用 摘 要：随着科学技术的发展进步，人们不断需要从更高的微观层次观察、认识周围的物质世界。细胞、微生物等微米尺度的物体直接用肉眼观察不到，显微镜的发明解决了这个问题。目前，纳米科技成为研究热点，集成电路工艺加工的特征尺度进入深亚微米，所有这些更加微小的物体光学显微镜也观察不到，必须使用电子显微镜。电子显微镜可分为扫描电了显微镜简称扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜简称透射电镜(TEM)两大类。本文主要介绍扫描电子显微镜工作原理、结构特点及其发展，阐述了扫描电子显微镜在材料科学领域中的应用。 关键词：电子显微镜；扫描电镜；材料；应用 二十世纪60年代以来，出现了扫描电子显微镜（SEM）（SEM）（ESEM）（SEM）（AFM） ①机械式是调整合轴螺钉 ②电磁式则是调整电磁对中线圈的电流，以此移动电子束相对光路中心位置达到合轴目的 2.放入试样：将试样固定在试样盘上，并进行导电处理，使试样处于导电状态。将试样盘装入样品更换室，预抽三分钟，然后将样品更换室阀门打开，将试样盘放在样品台上，在抽出试样盘的拉杆后关闭隔离阀。 3.高压选择：扫描电镜的分辨率随加速电压增大而提高，但其衬度随电压增大反而降低，并且加速电压过高污染严重，所以一般在20kV下进行初步观察，而后根据不同的目的选择不同的电压值。 4.聚光镜电流的选择：聚光镜电流与像质量有很大关系，聚光镜电流越大，放大倍数越高。同时，聚光镜电流越大，电子束斑越小，相应的分辨率也会越高。 5.光阑选择：光阑孔一般是400μ、300μ、200μ、100μ四档，光阑孔径越小，景深越大，分辨率也越高，但电子束流会减小。一般在二次电子像观察中选用300μ或200μ的光阑。 6.聚焦与像散校正：聚焦分粗调、细调两步。由于扫描电镜景深大、焦距长，所以一般采用高于观察倍数二、三档进行聚焦，然后再回过来进行观察和照像。即所谓“高倍聚焦，低倍观察”。像散校正主要是调整消像散器，使其电子束轴对称直至图像不飘移为止。 7.亮度与对比度的选择：二次电子像的对比度受试样表面形貌凸凹不平而引起二次电子发射数量不同的影响。反差与亮度的选择则是当试样凸凹严重时，衬度可选择小一些，以达明亮对比清楚，使暗区的细节也能观察清楚。也可以选择适当的倾斜角，以达最佳的反差。 当所以参数都调节到合适样品观察的位置时即可观测，并拍照储存用于日后的分析工作。 5　扫描电镜在材料科学中的应用 扫描电镜结合上述各种附件,其应用范围很广,包括断裂失效分析、产品缺陷原因分析、镀层结构和厚度分析、涂料层次与厚度分析、材料表面磨损和腐蚀分析、耐火材料的结构与蚀损分析等[1-2]。 5.1　　[1] 朱琳. 扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用[J]. 吉林化工学院学报，2007(2): 81-84. [2] 吴立新，陈方玉. 现代扫描电镜的发展及其在材料科学中的应用[J]. 武钢技术，2005，43（6）：36-40. [3] 刘维. 电子显微镜的原理和应用[J]. 现代仪器使用与维修，1996(1): 9-12. [4] 刘剑霜,谢锋等. 扫描电子显微镜[J]. 上海计量测试，2003(6): 37-39. [5] 干蜀毅. 常规扫描电子显微镜的特点与发展[J]. 分析仪器，2000(1): 34-36.