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 金属电子显微分析;绪 论;通常用来研究材料微观结构的方法(method) 光学金相显微分析 X射线衍射 化学分析方法 这些技术在材料的研究中发挥了重要的作用 ;材料研究中各种分析方法的空间分辨能力极限;传统方法存在的问题 光学金相方法-分辨率受到光波衍射的限制,只能提供微米左右的形貌细节图象 X射线衍射-聚焦困难,衍射信息强度较弱,只能获得总体或平均的结果 湿法和光谱化学分析-无法给出微观的成分不均匀性资料 ;电子光学仪器新设备相继出现 TEM (Transmission electron microscopy) SEM (scanning electron microscopy) EPMA (electron probe microanalyzer)电子探 针X射线显微分析仪 SIMS (secondary ion mass spectrometry)离子 探针 AES (Auger electron spectrometer)俄歇电子能谱仪 ;最重要的显微分析手段-TEM 特点 高空间分辨率:可提供极其微细的材料组织结构情况 SAED(selected area electron diffraction)： 使微观形貌和晶体结构对应起来 原位(In situ)观察：利用各种特殊样品台对样品 进行高分辨率条件下的系统动态观察，揭示材料相 变和形变过程中组织结构的变化规律;擂艳冤驯虫块东砷罪盂的膝烽龙蔫佳癌灼美卤擞蒸佐些仰驶象眨与庐甚士电子显微镜分析1引言和基本电子光学电子显微镜分析1引言和基本电子光学;TEM设计基础 设备介绍 样品制备 应用 。。。;第一章 电子光学基础;光的折射(refraction)是光学透镜成像的基础 光的折射：光从一种介质传播到另一种介质时发生光的折射 折射服从以下规律： (1)入射光、折射光和介质界面的法线在同一平面内 (2)满足关系：;光学透镜成像 光学显微镜聚焦、放大成像的主要部件-凸透镜 薄透镜性质： (1)薄透镜的基本概念：透镜的中心、光轴 、主轴、副轴、透镜主平面、焦点F、 焦距f 、焦平面等 ； (2) 成像规律：实像、虚像的条件 (3) 成像的几条特殊光线；通过这几条特殊光线，用作图的方法确定透镜成像的位置和大小 (4)薄透镜成像，物距L1，焦距f，像距L2三者之间的关系等 (5)透镜像的放大倍数;1) 光的衍射 光和无线电波一样属于电磁波。由于它具有波动性质，使得由透镜各个部分折射到像平面上的像点及其周围区域的光波相互之间发生干涉作用、产生衍射现象。;2) 光学显微镜分辨本领理论极限. 样品由许多物点所组成的。每个物点为一个“点光源”。 分辨判据：两埃利斑中心间距等于第一暗环半径R0。 此时样品上相应的两个物点间距离△r0。定义为透镜能分辨的最小距离，也就是透镜的分辨本领。 由上式得到： ;对玻璃，最大的孔径半角α=70°~75°，物方介质为油情况下，n≈ 1.5，其数值孔径 nsin α ≈1.25 ~ 1.35。因此上式可以简化为： ;3)有效放大倍数 人眼的分辨本领大约是0.2mm，光学显微镜分辨本领极限大约是0.2μm（2000?). 有效放大倍数由下式确定 式中M有效—显微镜有效放大倍数；Δre—人眼分辨本领；Δr0—显微镜分辨本领。光学显微镜相应的有效放大倍数M有效=1000倍，最高放大倍数在1000~1500倍。;$4 电子的波性及其波长;讨论: 1.加速电压比较低时,vc (speed of light in vacuum), m=m0; ;经相对论修正的不同加速电压下电子波长值;从原理上讲，若 能 用波长这样短的电子波做照明源，可以显著地提高显微镜的分辨本领和有效放大倍数;$5 电子在静电场中运动和静电透镜(electrostatic lens);当一个速度为ν的电子，沿着与等电位面法线成一定角度方向运动，电位面上方电位为U1、下方为U2，那么电子由U1电位区进入U2电位区的瞬间在交界点O处运动方向发生突变，电子运动速度由v1变为v2。因为电场对电子作用力方向总是沿着电子所处点等电位