《SEM等表征应用》PPT课件

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1、SEM的应用应用范围：⑴生物：种子、花粉、细菌……⑵医学：血球、病毒……⑶动物：大肠、绒毛、细胞、纤维……⑷材料：陶瓷、高分子、粉末、金属、金属夹杂物、环氧树脂……⑸化学、物理、地质、冶金、矿物、污泥（杆菌）、机械、电机及导电性样品，如半导体(IC、线宽量测、断面、结构观察……）电子材料等。扫描电子显微镜在新型陶瓷材料显微分析中的应用1显微结构的分析在陶瓷的制备过程中，原始材料及其制品的显微形貌、孔隙大小、晶界和团聚程度等将决定其最后的性能。扫描电子显微镜可以清楚地反映和记录这些微观特征，是观察分析样品微观结构方便、易行

2、的有效方法，样品无需制备，只需直接放入样品室内即可放大观察；同时扫描电子显微镜可以实现试样从低倍到高倍的定位分析，在样品室中的试样不仅可以沿三维空间移动，还能够根据观察需要进行空间转动，以利于使用者对感兴趣的部位进行连续、系统的观察分析。扫描电子显微镜拍出的图像真实、清晰，并富有立体感，在新型陶瓷材料的三维显微组织形态的观察研究方面获得了广泛地应用。由于扫描电子显微镜可用多种物理信号对样品进行综合分析，并具有：1、可以直接观察较大试样2、放大倍数范围宽3、景深(焦距对准一点，前后仍清晰的范围）大等特点当陶瓷材料处于不同的

3、外部条件和化学环境时，扫描电子显微镜在其微观结构分析研究方面同样显示出极大的优势。主要表现为：⑴力学加载下的微观动态（裂纹扩展）研究；⑵加热条件下的晶体合成、气化、聚合反应等研究；⑶晶体生长机理、生长台阶、缺陷与位错的研究；⑷成分的非均匀性、壳芯结构、包裹结构的研究；⑸晶粒相成分在化学环境下差异性的研究等。2纳米尺寸的研究纳米材料是纳米科学技术最基本的组成部分，纳米材料的一切独特性主要源于它的纳米尺寸，因此必须首先确切地知道其尺寸，否则对纳米材料的研究及应用便失去了基础。该领域的检测手段和表征方法可以使用透射电子显微镜、

4、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等技术，但高分辨率的扫描电子显微镜在纳米级别材料的形貌观察和尺寸检测方面因具有简便、可操作性强的优势被大量采用。另外如果将扫描电子显微镜与扫描隧道显微镜结合起来，还可使普通的扫描电子显微镜升级改造为超高分辨率的扫描电子显微镜。3铁电畴的观测压电陶瓷由于具有较大的力电功能转换率及良好的性能可调控性等特点在多层陶瓷驱动器、微位移器、换能器以及机敏材料与器件等领域获得了广泛的应用。随着现代技术的发展，铁电和压电陶瓷材料与器件正向小型化、集成化、多功能化、智能化、高性能和复合结构发展，并在新型陶瓷材料

5、的开发和研究中发挥重要作用。铁电畴（简称电畴）是其物理基础，电畴的结构及畴变规律直接决定了铁电体物理性质和应用方向。电子显微术是观测电畴的主要方法，其优点在于分辨率高，可直接观察电畴和畴壁的显微结构及相变的动态原位观察（电畴壁的迁移）。扫描电子显微镜观测电畴是通过对样品表面预先进行化学腐蚀来实现的，由于不同极性的畴被腐蚀的程度不一样，利用腐蚀剂可在铁电体表面形成凹凸不平的区域从而可在显微镜中进行观察。因此，可以将样品表面预先进行化学腐蚀后，利用扫描电子显微镜图像中的黑白衬度来判断不同取向的电畴结构。对不同的铁电晶体选择合

6、适的腐蚀剂种类、浓度、腐蚀时间和温度都能显示良好的畴图样。在同一台仪器上进行原位化学成分或晶体结构分析，提供包括形貌、成分、晶体结构或位向在内的丰富资料，以便能够更全面、客观地进行判断分析。为了适应不同分析目的的要求，在扫描电子显微镜上相继安装了许多附件，实现了一机多用，成为一种快速、直观、综合性分析仪器。把扫描电子显微镜应用范围扩大到各种显微或微区分析方面，充分显示了扫描电镜的多种性能及广泛的应用前景。目前扫描电子显微镜的最主要组合分析功能有:1、X射线显微分析系统（即能谱仪,EDS），主要用于元素的定性和定量分析，并

7、可分析样品微区的化学成分等信息；2、电子背散射系统（即结晶学分析系统），主要用于晶体和矿物的研究。3、显微热台和冷台系统，主要用于观察和分析材料在加热和冷冻过程中微观结构上的变化；4、拉伸台系统，主要用于观察和分析材料在受力过程中所发生的微观结构变化。TEM的应用透射电子显微镜在材料科学、生物学上应用较多。由于电子易散射或被物体吸收，故穿透力低，样品的密度、厚度等都会影响到最后的成像质量，必须制备更薄的超薄切片，通常为50～100nm。所以用透射电子显微镜观察时的样品需要处理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷冻超薄切片

8、法、冷冻蚀刻法、冷冻断裂法等。对于液体样品，通常是挂预处理过的铜网上进行观察。XRD的应用应用现状目前X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。在金属中的主要应用有以下方面：物相分析是X射线衍射在金属中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与