第三章扫描电子显微分析技术.pptVIP

第1页，共40页，星期日，2025年，2月5日反射式光学显微镜包括：光源、光学透镜系统、成像观察系统、试样台。第2页，共40页，星期日，2025年，2月5日3.1扫描电镜的结构3.1.1扫描电镜的结构原理一台扫描电子显微镜从结构上来说，它由电子枪、成像透镜系统、信号检测系统、试样室、图像观察与拍照系统、真空系统等几部分组成。第3页，共40页，星期日，2025年，2月5日这是一台扫描电镜结构原理图第4页，共40页，星期日，2025年，2月5日看一下镜筒（电子光学系统）的组成第5页，共40页，星期日，2025年，2月5日电子枪成像透镜系统试样室图像观察与拍照系统电子控制系统真空系统能谱仪检测器KYKY-1000B扫描电镜第6页，共40页，星期日，2025年，2月5日日本电子的JSM-6360系列扫描电镜电子枪成像透镜系统检测器试样室真空系统图像观察与拍照系统电子控制系统能谱仪第7页，共40页，星期日，2025年，2月5日扫描电镜的成像过程电子束由电子枪发出，在加速电压（1?30kV）作用下，经聚光镜、物镜，被会聚成直径1?5nm的微束（其束流为10-11?10-12A）。电子束经扫描线圈时，受其作用，在试样表面作光栅状扫描。电子束作用于试样表面，打在试样上的会聚电子束从试样中激发出各种信号（如二次电子、X射线等），其中的二次电子经检测、放大后，最终在设在镜体外的显像管（CRT）荧光屏上形成一副反映试样表面貌、化学组成及其它物化性能的扫描图像。第8页，共40页，星期日，2025年，2月5日扫描电子显微镜的放大倍数定义：显像管电子束扫描宽度与镜体电子束在试样上扫描宽度之比。由于显像管成像荧光屏尺寸一定，通过改变镜体内电子束偏转角，即改变电子束在试样上扫描范围，可使扫描电子显微镜放大倍数在10?300000倍之间任意选择。第9页，共40页，星期日，2025年，2月5日扫描电镜图像的放大过程第10页，共40页，星期日，2025年，2月5日3.1.2扫描电镜的电子枪电子枪提供一个稳定的电子源，相当于光学显微镜中的光源，以形成一个电子束。热电子发射型：发叉式钨丝六硼化镧（LaB6）单晶场电子发射型：钨单晶LaB6单晶钨丝钨单晶第11页，共40页，星期日，2025年，2月5日3.1.3透镜系统由电磁透镜、扫描线圈和消像散器组成。透镜系统常采用三级励磁系统，由第一、第二聚光镜和物镜组成。扫描电镜透镜系统光路第12页，共40页，星期日，2025年，2月5日扫描电镜物镜部分结构示意图上下各一对线圈使电子束沿X方向扫描（即行扫描），而另外一对线圈使电子束沿Y方向扫描（即帧扫描）。在物镜的下部在下偏转线圈下面安装八极式电磁消像散器，以消除这种像散。在物镜的最下部装有物镜光阑，其作用为控制电子束的开角，从而控制图像的景深。第13页，共40页，星期日，2025年，2月5日影响扫描图像质量的电子束参数第14页，共40页，星期日，2025年，2月5日3.1.4图像检测、显示、记录与控制系统入射电子?轰击试样?产生二次电子?二次电子检测器（闪烁体?光电倍增管）?视频放大器?显像管?二次电子图像。第15页，共40页，星期日，2025年，2月5日第16页，共40页，星期日，2025年，2月5日3.1.5显示、记录与控制系统图像质量的好坏与所用的加速电压、电子束流、灯丝电流、试样的工作距离、物镜光阑直径和帧扫描时间有密切关系。加速电压：对导电的金属和矿物试样，加速电压越高，图像的亮度越高，清晰度越好，建议使用20?30kV的加速电压；对非导电的试样（如生物试样、塑料等），用较高的加速电压引起电荷堆积，降低图像信噪比，也容易损伤试样，建议使用10?20kV的加速电压。电子束流：电子束流越小，图像的分辨率越高，但是会降低图像的亮度和信噪比，图像呈颗粒化，在保证图像的亮度和信噪比适中的情况下，应尽可能使用较小的电子束流。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，是短余辉的管子；另一个用来照相记录，分辨率较高，是长余辉的管子。第17页，共40页，星期日，2025年，2月5日灯丝电流:随着灯丝电流的加大，图像亮度会逐渐提高，当灯丝电流增大到一定大小时，图像亮度饱和不再增大，灯丝电流应工作在饱和点上，使图像稳定。工作距离:试样工作距离越小，图像分辨率越高，但焦深越小。对表面粗糙和高低不平的试样，宜采用较大的工作距离。另外，试样工作距离越小，象差越小。