sem在材料分析中的应用

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1、SEM在材料分析中的应用扫描电子显微镜(简称扫描电镜,英文缩写为SEM)是一种大型的分析仪器,广泛应用在材料科学、生命科学、物理学、化学等学科领域。近年来在扫描电镜上相继安装了许多专用附件,如:能谱仪(EDX)、波谱仪(WDX)、电子衍射仪(ED)等,使扫描电镜成为一种多功能的、快速、直观、综合的表面分析仪器[1]。1　扫描电镜的工作原理扫描电镜主要由电子枪、电磁透镜、物镜、扫描线圈、信号收集及显示装置等组成。其工作原理为:由电子枪发射电子,以交叉斑作为电子源,经二级透镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细

2、电子束,在扫描线圈驱动下,于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。试样在电子束作用下,激发出各种信号,信号强度取决于试样表面状况。这些信号被探测器收集并经视频放大后输入显像管栅极,调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度,得到反映试样表面形貌的电子图像[2]。2扫描电镜的特点（1）制样方法简单。对表面清洁的导电材料可直接进行观察;表面清洁的非导电材料只要在表面蒸镀一层导电层即可观察。（2）场深大，三百倍于光学显微镜。适用于粗糙表面和断口，甚至孔洞缝隙中细微情况的观察。图像富有立体感，、易于识别和解释。（3）放大倍数在15一200

3、000倍范围内连续可调，分辨率高，能达到3一6nm。（4）可进行多功能分析。采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放大倍数或不同形式的图像。可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态实验，观察各种环境条件下的相变及形态变化等。鉴于以上特点，SEM在生产生活中得到了广泛应用。扫描电镜在无机非金属材料研究中的应用无机非金属材料种类繁多主要包括陶瓷玻璃、耐火材料、铸石、水泥和混凝土及复合材料等。它们的结构复杂，性能各异。利用电镜可以对上述材料的显微结构进行观察与分析，对它们的物理与化学及使用性能做出直观的评价，为改善材料

4、性能途径的研究提供可靠的依据，同时电镜在生产工艺过程的控制，新材料设计与研制等许多方面都发挥了重要作用。陶瓷属于多晶体，其物相种类又分为晶相、玻璃和气相，依其存在的数量与分布上的差异，将赋予陶瓷不同的性能。陶瓷中晶粒的细化和均化对材料某些性能的稳定和提高有十分重要的意义。可通过对粉体的处理使之保持较狭窄的粒级分布(如过筛)，或引入合适的第二相以及均匀地加压成型，预烧等手段来实现，但有时处理不当，也会发生晶体异常生长现象。耐火材料显微结构的形成是由生产过程中的物理化学变化和机械加工因素决定的，同类型耐火材料显微结构的差异将影响耐火

5、制品的技术性能和使用效果。我们可通过调整工艺参数来设计合理的显微结构以提高耐火材料的性能和延长使用寿命。玻璃材料显微结构分析的主要研究对象是玻璃体内各种缺陷：如气孔、结石、玻璃分相、玻璃微晶化等。在传统的玻璃工艺中视气孔为一种缺陷.随着科技的发展，多孔玻璃因其具有孔隙率高、孔径可调、化学稳定性好、隔音、隔热、吸附性能好等优点，被广泛应用于建材、环保、化工、生物学等领域。多孔玻璃的使用性能受到气孔的形状，孔径及分布的影响。利用电镜观察孔径100纳米以上的多孔玻璃能直观地呈现孔的结构和对比度。参考文献1扫描电镜在环境试验中的应用2张

6、国栋.材料研究与测试方法[M].北京:冶金工业出版社,2001.