扫描电镜和电子探针在扫描电镜和电子探针在材料科学中的应用材料科学中的应用现代测试技术课题论文指导老师：指导老师：bbgckabbgcka班级：班级：ssrhjhssrhjh姓名：姓名：trsyrwtrsyrw目录•1、背景•2、工作原理（1）扫描电镜的工作原理（2）电子探针的工作原理•3、应用（1）扫描电镜的应用（2）电子探针的应用•4、参考资料1、背景扫描电子显微镜和电子探针由于其制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点，故被广泛地应用于化学、生物、医学、冶金、材料、半导体制造、微电路检查等各个研究领域和工业部门。它们在材料科学中有着广泛的应用，在实际应用中也有着一定的区别。扫描电子显微镜电子探针是电子探针X射线显微分析仪的简称，英文缩写为EPMA(ElectronprobeX-raymicroanalyser)，扫描电子显微境英文缩写为SEM（ScanningElectronMicroscope）。这两种仪器是分别发展起来的，但现在除专门的电子探针外，大部分电子探针谱仪都是作为附件安装在扫描电镜或透射电镜上，与电镜组成一个多功能仪器以满足微区形貌、晶体结构及化学组成的同位同时分析的需要。由于EPMA与SEM设计的初衷不同，所以二者还有一定差别，例如SEM以观察样品形貌特征为主，电子光学系统的设计注重图像质量，图像的分辨率高、景深大。现在钨灯丝SEM的二次电子像分辨率可达3nm，场发射SEM二次电子像分辨率可达1nm。由于SEM一般不安装WDS，所以真空腔体小，腔体可以保持较高真空度；另外，图像观察所使用的电子束电流小，电子光路及光阑等不易污染，使图像质量较长时间保持良好的状态。背景EPMA一般以成分分析为主，必须有WDS进行元素成分分析，真空腔体大，成分分析时电子束电流大，所以电子光路、光阑等易污染，图像质量下降速度快，需经常清洗光路和光阑，通常EPMA二次电子像分辨率为6nm。EPMA附有光学显微镜，用于直接观察和寻找样品分析点，使样品分析点处于聚焦园（罗兰园）上，以保证成分定量分析的准确度。EPMA和SEM都是用聚焦得很细的电子束照射被检测的样品表面，用X射线能谱仪或波谱仪，测量电子与样品相互作用所产生的特征X射线的波长与强度，从而对微小区域所含元素进行定性或定量分析，并可以用二次电子或背散射电子等进行形貌观察。它们是现代固体材料显微分析(微区成份、形貌和结构分析)的最有用仪器之一，应用十分广泛。电子探针和扫描电镜都是用计算机控制分析过程和进行数据处理，并可进行彩色图像处理和图像分析工作，所以是一种现代化的大型综合分析仪。现国内各种型号的电子探针和扫描电镜有近千台，分布在各个领域。背景2、（1）扫描电镜的工作原理SEM是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段，扫描电子显微镜是由电子光学系统，信号收集处理、图象显示和记录系统，真空系统三个基本部分组成优点：①有较高的放大倍数，20-30万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。2、（2）电子探针的工作原理•电子探针可对试样进行微小区域成分分析。除H、He、Li、Be等几个较轻元素外，都可进行定性和定量分析。电子探针的大批量是利用经过加速和聚焦的极窄的电子束为探针，激发试样中某一微小区域，使其发出特征X射线，测定该X射线的波长和强度，即可对该微区的元素作定性或定量分析。将扫描电子显微镜和电子探针结合，在显微镜下把观察到的显微组织和元素成分联系起来，解决材料显微不均匀性的问题，成为研究亚微观结构的有力工具。•电子探针有三种基本工作方式：•一、点分析用于选定点的全谱定性分析或定量分析，以及对其中所含元素进行定量分析；•二、线分析用于显示元素沿选定直线方向上的浓度变化；•三、面分析用于观察元素在选定微区内浓度分布。3、（1）电子探针的应用•电子探针不仅用于基础研究的分析，亦可广泛用于生产在线的检验，品质管理的分析，以及能源、环境等检测。特别是应用于金属固熔体相、相变、晶界、偏析物、夹杂物等;地质的矿物、岩石、矿石和陨石等;陶瓷、水泥、玻璃;化学催化剂和石油化工，高分子材料，涂料等;生物的牙齿、骨骼组织;半导体材料...
