扫描电子显微镜技术应用与研究

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1、苏州大学本科生毕业设计(论文)扫描电子显微镜技术应用与研究摘要:本文从金属晶体理论和扫描电子显微镜的原理出发，阐述了的定义和性质。通过对金属模块和焊条的二次电子成像，论证了分辨率高，能反映物体更多的层次结构等优点。最后，讨论了二次电子在电子制造业中的应用。关键词：扫描电子显微镜金属晶体二次电子成像电子束Abstract：Thisarticleisbasedonthetheoryofmetalcrystal,configurationandworkingtheoryofthescanningelectronmicroscope.Itisexpoundedthedefinitionandnat

2、ureofsecondaryelectronimage.Throughthesecondaryelectronimageofmetalandtheweldingrod,itisprovedthesecondaryelectronresolutiontobelikelyhigh,couldreflectmeritsandsoonobjectmorehierarchical.Finallywediscussedthesecondaryelectronintheelectronicmanufacturingapplications.Keywords:scanningelectronmicrosc

3、ope,metalcrystal,secondaryelectronimageelectronbeam前言随着现代科学技术的飞跃发展,各种新型材料的不断涌现.材料的检测技术也正在朝着科学、先进、简便、精确、自动化的方向发展.材料组织结构和性能的检测已成为一门多学科、跨学科的综合性技术.材料性能的检测既有传统的见手段又有高度现代化的研究手段.面对新技术和新材料的快速发展,过去传统的常规性能检测遇到了极大的挑战.一方面由于采用现代化的电子技术、光学技术、声学技术等新技术以及随之发展的各种高科技的设备,触进了材料检测技术的不断进步.另外一方面,为了适应新材料和新技术的发展不断不断修改检测标准,使

4、常规检验和深入研究紧密的结合起来.而在材料组织的形貌观察中,主要是依靠显微技术,利用二次电子成像来分析材料的组织结构,已成为当今检测的主要趋势.扫描电子显微镜和透射电子显微镜则把观察的尺度推广到亚微米和微米以下的层次.现代的显微镜的分辨率可达到0.2nm甚至更高.在借助显微技术和其他一些分析系统可以把材料组合子形貌比较准确的分析出来.31苏州大学本科生毕业设计(论文)目前有些零件由于某些原因,结构发生及其性能发生了变化,为了收集失效零件的有关资料，我们必须先了解金属材料的结构（晶体结构），从结构出发认识金属材料的性能（力学性能和工艺性能），同时了解这种结构的缺陷，以及由此可能引起的各种问题

5、（断裂、疲劳等）。这方面的学习能帮助我们快速准确的确定零件失效的原因。目前我们常用显微镜来观察分析金属断口，确定失效的发源点和失效方式。用能谱仪和波谱仪来定性和定量分析断口处金属材料的成分和比例，检验材料的组织是否正常，成分是否符合要求。从而进一步确定失效的具体原因。本篇论文主要就金属的晶体结构和扫描电子显微镜这两方面进行学习探讨，结合一些实验，目的是让我们了解金属材料的结构及其成分.第1章金属晶体结构第1.1节金属晶体结构概述所谓晶体结构，就是晶体的内部结构。固态物质按其原子（离子、分子）的聚集状态可分为晶体和非晶体两大类。所谓晶体是指原子（离子、分子）在三维空间有规则的周期性重复排列的

6、物体，其排列的方式称为晶体结构，如天然金刚石、水晶、氯化钠等。原子（离子、分子）在空间无规则排列的物体称为非晶体，如普通玻璃、松香、石蜡等。一、晶格为了研究晶体中原子的排列规律，假定理想晶体中的原子都是固定不动的刚性球体，并用假想的线条将晶体中各原子中心连接起来，便形成了一个空间格架，这种抽象的、用于描述原子在晶体中规则排列方式的空间格架称为晶格，如图3-1-1所示。晶格中的每个点叫做结点图1-1晶格二、晶胞31苏州大学本科生毕业设计(论文)晶体中原子的排列具有周期性的特点，因此，通常只从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律，这个最小的几何单元称为

7、晶胞，如图3-1-2所示。实际上整个晶格就是由许多大小、形状和位向相同的晶胞在三维空间重复堆积排列而成的。三、晶格常数晶胞的大小和形状常以晶胞的棱边长度a、b、c及棱边夹角α、β、γ来表示，如图3-1-3所示。晶胞的棱边长度称为晶格常数，当棱边长度a＝b＝c，棱边夹角α＝β＝γ时，这种晶胞称为简单立方晶胞，由简单立方晶胞组成的晶格称为简单立方晶格。图1-2晶胞图1-3晶格常数四、晶面、晶向和晶体的各向异性金属晶体中通过原