【文章內(nèi)容簡介】 徑與掃描束斑相當(dāng)?shù)膱A柱體內(nèi)。 2．分辨率 （ resolution） ? 入射電子進(jìn)入樣品較深部位時，已經(jīng)有了相當(dāng)寬度的橫向擴(kuò)展，從這個范圍中激發(fā)出來的背散射電子能量較高，它們可以從樣品的較探部位處彈射出表面，橫向擴(kuò)展后的作用體積大小就是背散射電子的成像單元，所以，背散射電子像分辨率要比二次電子像低，一般為 5002022 197。 2．分辨率 （ resolution） ? 掃描電子顯微鏡的分辨率除受電子束直徑和調(diào)制信號的類型影響外，還受樣品原于序數(shù)、信噪比、雜散磁場、機械振動等因素影響。樣品原子序數(shù)愈大，電子束進(jìn)入樣品表面的橫向擴(kuò)展愈大，分辨率愈低。噪音干擾造成圖像模糊；磁場的存在改變了二次電子運動軌跡，降低圖像質(zhì)量；機械振動引起電子束斑漂移，這些因素的影響都降低了圖像分辨率。 3．景深 （ depth of field / depth of focus） ? 景深是指透鏡對高低不平的試樣各部位能同時聚焦成像的一個能力范圍，這個范圍用一段距離來表示。如圖 84所示 ? ?為電子束孔徑角?？梢姡娮邮讖浇鞘强刂茠呙桦娮语@微鏡景深的主要因素，它取決于末級透鏡的光闌直徑和工作距離。 ?角很?。s 103 rad），所以它的景深很大。它比一般光學(xué)顯微鏡景深大 100500倍，比透射電子顯微鏡的景深大 10倍。 00S2 R 2 RDta n??????四、樣品制備 ? 掃描電于顯微鏡的最大優(yōu)點之一是樣品制備方法簡單，對金屬和陶瓷等塊狀樣品，只需將它們切割成大小合適的尺寸，用導(dǎo)電膠將其粘貼在電鏡的樣品座上即可直接進(jìn)行觀察。 ? 為防止假象的存在，在放試祥前應(yīng)先將試祥用丙酮或酒精等進(jìn)行清洗．必要時用超聲波振蕩器振蕩，或進(jìn)行表面拋光。 167。 表面形貌襯度原理及其應(yīng)用 ? 表面形貌襯度是由于試樣表面形貌差別而形成的襯度。利用對試樣表面形貌變化敏感的物理信號作為顯像管的調(diào)制信號，可以得到形貌襯度圖像。 ? 形貌襯度的形成是由于某些信號，如二次電子、背散射電子等，其強度是試樣表面傾角的函數(shù)，而試樣表面微區(qū)形貌差別實際上就是各微區(qū)表面相對于入射電子束的傾角不同，因此電子束在試樣上掃描時任何兩點的形貌差別，表現(xiàn)為信號強度的差別，從而在圖像中形成顯示形貌的襯度。二次電子像的襯度是最典型的形貌襯度。 表面形貌襯度 ? 由于二次電子信號主要來自樣品表層 5l0 nm深度范圍，它的強度與原子序數(shù)沒有明確的關(guān)系，而僅對微區(qū)刻面相對于入射電子束的位向十分敏感，且二次電子像分辨率比較高，所以特別適用于顯示形貌襯度。 ? 入射電子束與試樣表面法線間夾角愈大，二次電子產(chǎn)額愈大 探測效果 表面形貌襯度的應(yīng)用 ? 基于二次電子像（表面形貌襯度）的分辨率比較高且不易形成陰影等諸多優(yōu)點，使其成為掃描電鏡應(yīng)用最廣的一種方式，尤其在失效工件的斷口檢測、磨損表面觀察以及各種材料形貌特征觀察上，已成為目前最方便、最有效的手段。 1．材料表面形態(tài)（組織）觀察 2．?dāng)嗫谛蚊灿^察 2．?dāng)嗫谛蚊灿^察 3．磨損表面形貌觀察 4．納米結(jié)構(gòu)材料形態(tài)觀察 5．生物樣品的形貌觀察 167。 原子序數(shù)襯度原理及其應(yīng)用 ? 原子序數(shù)襯度是由于試樣表面物質(zhì)原子序數(shù)（或化學(xué)成分）差別而形成的襯度。利用對試樣表面原子序數(shù)（或化學(xué)成分）變化敏感的物理信號作為顯像管的調(diào)制信號，可以得到原子序數(shù)襯度圖像。 ? 背散射電子像、吸收電子像的襯度都含有原子序數(shù)襯度，而特征 X射線像的襯度就是原子序數(shù)襯度。 背散射電子 ? 背散射電子能量較高．離開樣品表面后沿直線軌跡運動。故檢測到的信號強度遠(yuǎn)低于二次電子，因而粗糙表面的原子序數(shù)襯度往往被形貌襯度所掩蓋。為此，對于顯示原子序數(shù)襯度的樣品，應(yīng)進(jìn)行磨平和拋光，但不能浸蝕。 ? 樣品表面平均原子序數(shù)大的微區(qū)，背散射電子信號強度較高，而吸收電子信號強度較低，因此，背散射電子像與吸收電子像的襯度正好相反?？梢愿鶕?jù)背散射電子像的亮暗襯度來判斷相應(yīng)區(qū)域原子序數(shù)的相對高低，對金屬及其合金進(jìn)行顯微組織分析。 原子序數(shù)襯度像 背散射電子衍射 ? 背散射電子衍射可以揭示樣品的晶體結(jié)構(gòu)和取向 ? 167。 電子探針 X射線顯微分析 ? 電子探針 X射線顯微分析（簡稱電子探針顯微分析）（ Electron Probe Microanalysis，簡稱 EPMA）是一種顯微分析和成分分析相結(jié)合的微區(qū)分析，它特別適用于分析試樣中微小區(qū)域的化學(xué)成分，因而是研究材料組織結(jié)構(gòu)和元素分布狀態(tài)的極為有用的分析方法。 ? 電子探針鏡筒部分的結(jié)構(gòu)大體上和掃描電子顯微鏡相同，只是在檢測器部分使用的是 X射線譜儀，專門用來檢測 X射線的特征波長或特征能量，以此來對微區(qū)的化學(xué)成分進(jìn)行分析。 電子探針 X射線顯微分析 ? 常用的 X射線譜儀有兩種： ? 一種是利用特征 X射線的波長不同來展譜，實現(xiàn)對不同波長 X射線分別檢測的波長色散譜儀，簡稱波譜儀（ Wavelength Dispersive Spectrometer，簡稱 WDS） ? 另一種是利用特征 X射線能量不同來展譜，的能量色散譜儀，簡稱能譜儀（ Energy Dispersive Spectrometer，簡稱 EDS）。 一、電子探針儀的結(jié)構(gòu)與工作原理 ? 電子探針儀的結(jié)構(gòu)示意圖見圖 823，由圖可見，電子探針儀除 X射線譜儀外，其余部分與掃描電子顯微鏡相似。 波譜儀 （ WDS） 的結(jié)構(gòu)和工作原理 ? X射線波譜儀的譜儀系統(tǒng) —— 也即 X射線的分光和探測系統(tǒng)是由分光晶體、 X射線探測器和相應(yīng)的機械傳動裝置構(gòu)成 分光和探測原理 ? X射線的分光和探測原理 : ? 如果我們把分光晶體作適當(dāng)?shù)貜椥詮澢?，并使射線源、彎曲晶體表面和檢測器窗口位于同一個圓周上，這樣就可以達(dá)到把衍射束聚焦的目的。 ? 此時，整個分光晶體只收集一種波長的 X射線，使這種單色 X射線的衍射強度大大提高。 聚焦圓 ? 圖 825是兩種 X射線聚焦的方法。第一種方法稱為約翰 (Johann)型聚焦法（圖 825(a)），虛線圓稱為羅蘭圓（ Rowland circle）或聚焦圓。 聚焦圓 ? 把單晶體彎曲使它衍射晶面的曲率半徑等于聚焦圓半徑 R的兩倍，即 2R。當(dāng)某一波長的 X射線自點光源 S處發(fā)出時，晶體內(nèi)表面任意點 A、 B、 C上接收到的 X射線相對于點光源來說 ,入射角都相等，由此 A、 B、 C各點的衍射線都能在 D點附近聚焦。 ? 從圖中可以看出，因 A、 B、 C三點的衍射線并不恰在一點，故這是一種近似的聚焦方式。 ? 另一種改進(jìn)的聚焦方式叫做約翰遜 (Johansson)型聚焦法。這種方法是把衍射晶面曲率半徑彎成 2R的晶體，表面磨制成和聚焦圓表面相合 (即晶體表面的曲率半徑和 R相等 )，這樣的布置可以使 A、 B、 C三點的衍射束正好聚焦在 D點，所以這種方法也叫做完全聚焦法（圖 825(b)）。 回轉(zhuǎn)式波譜儀和直進(jìn)式波譜儀 ? 在電子探針中，一般點光源 S不動，改變晶體和探測器的位置，達(dá)到分析檢測的目的。根據(jù)晶體及探測器運動方式，可將譜儀分為回轉(zhuǎn)式波譜儀和直進(jìn)式波譜儀等。 回轉(zhuǎn)式波譜儀 ? 聚焦圓的中心 O固定，分光晶體和檢測器在圓周上以 1： 2的角速度運動來滿足布拉格衍射條件。 ? 這種譜儀結(jié)構(gòu)簡單，但由于分光晶體轉(zhuǎn)動而使 X射線出射方向變化很大，在樣品表面不平度較大的情況下，由于 X射線在樣品內(nèi)行進(jìn)的路線不同，往往會造成分析上的誤差。 X射線出射方向變化 直進(jìn)式譜儀 ? 直進(jìn)式譜儀如圖 826(b)所示，這種譜儀的特點是分光晶體從點光源 S向外沿著一直線運動， X射線出射角不變，晶體通