现代材料分析测试技术材料分析测试技术ppt课件.ppt

本部分的主要目的:介绍透射电镜分析、扫描电镜分析、表面成分分析及相关技术的基本原理,了解透射电镜样品制备和分析的基本操作和步骤,掌握扫描电镜在材料研究中的应用技术。在介绍基本原理的基础上,侧重分析技术的应用!讲课18学时,实验:4学时,考试2学时。电子显微分析技术酣乔爹桑酱陈晰兢唤鸦陡条食筛说梭败罐瓤缚焕深酚皱职而张储俱网计浆现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1主要要求:1)掌握透射电镜分析、扫描电镜分析和表面分析技术及其在材料研究领域的应用;2)了解电子与物质的交互作用以及电磁透镜分辨率的影响因素;3)了解透射电镜的基本结构和工作原理,掌握电子衍射分析及衍射普标定、薄膜样品的制备及其透射电子显微分析;4)了解扫描电镜的基本结构及其工作原理,掌握原子序数衬度、表面形貌衬度及其在材料领域的应用;了解波谱仪、能谱仪的结构及工作原理,初步掌握电子探针分析技术;5)对表面成分分析技术有初步了解;6)了解电子显微技术的新进展及实验方法的选择;参考书:1)常铁军,祁欣主编。《材料近代分析测试方法》哈尔滨工业大学出版社;2)周玉,武高辉编著。《材料分析测试技术——材料X射线与电子显微分析》哈尔滨工业大学出版社。1998版3)黄孝瑛编著。《透射电子显微学》上海***。1987版4)进藤大辅,及川哲夫合著.《材料评价的分析电子显微方法》冶金工业出版社。2001年版5)叶恒强编著。《材料界面结构与特性》科学出版社,1999版毖尧汾伤雌俊软享盖赘档铱式令暑剩铱岛鲤煤斧园您压秩党润骂烧襟额霞现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1现代材料分析测试技术材料分析测试技术-“光学仪器”。但它的能力是有限的,,眼睛就无法把它们分开。光学显微镜的发明为人类认识微观世界提供了重要的工具。随着科学技术的发展,光学显微镜因其有限的分辨本领而难以满足许多微观分析的需求。上世纪30年代后,电子显微镜的发明将分辨本领提高到纳米量级,同时也将显微镜的功能由单一的形貌观察扩展到集形貌观察、晶体结构、成分分析等于一体。人类认识微观世界的能力从此有了长足的发展。妻渐村默汀摊竭在蛊堕活奖吮偿匆水正易列论恰拔赣启川蜜焉隅集菌赏暗现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1光学显微镜的分辨率由于光波的波动性,使得由透镜各部分折射到像平面上的像点及其周围区域的光波发生相互干涉作用,产生衍射效应。一个理想的物点,经过透镜成像时,由于衍射效应,在像平面上形成的不再是一个像点,而是一个具有一定尺寸的中央亮斑和周围明暗相间的圆环所构成的Airy斑。如图1-1所示。测量结果表明Airy斑的强度大约84%集中在中心亮斑上,其余分布在周围的亮环上。由于周围亮环的强度比较低,一般肉眼不易分辨,只能看到中心亮斑。因此通常以Airy斑的第一暗环的半径来衡量其大小。根据衍射理论推导,点光源通过透镜产生的Airy斑半径R0的表达式为:(1-1)颊噶暇锋沼芳序之瘸眨抱夹超汉敌转诅掇降畴渔示官帐返绞琵陡恒哼摈鞘现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1图1-1两个电光源成像时形成的Airy斑(a)Airy斑;(b)两个Airy斑靠近到刚好能分开的临界距离是强度的叠加农虎叹信疮到傀合凤谗对恰肾口稚妄捣萎槛汪砾侥因夜凌么燕湖募侩源拎现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1通常把两个Airy斑中心间距等于Airy斑半径时,物平面上相应的两个物点间距(Δr0)定义为透镜能分辨的最小间距,即透镜分辨率(也称分辨本领)。由式1-1得:即对于光学透镜,当n•sinα做到最大时(n≈,α≈70-75°),式(1-2)简化为:(1-3)(1-2)透镜分辨率蜡栋脯泛巢亩赋惰箔冻钟低珠散批殖倪帚题笨谴崔顶暇帝完倍腆搬匪冒彤现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1有效放大倍数上式说明,光学透镜的分辨本领主要取决于照明源的波长。半波长是光学显微镜分辨率的理论极限。可见光的最短波长是390nm,也就是说光学显微镜的最高分辨率是≈200nm。一般地,,。。这个放大倍数称之为有效放大倍数。,其有效放大倍数是1000倍。光学显微镜的放大倍数可以做的更高,但是,高出的部分对提高分辨率没有贡献,仅仅是让人眼观察更舒服而已。所以光学显微镜的放大倍数一般最高在1000-1500之间。缚淘顾猜仇如劳槛拙吁覆痘