透射电镜样品制备与观察实验指导书

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1、兰州理工大学学生实验指导书学院材料科学与工程学院实验室实验中心课程名称材料分析、测试方法实验类型综合性实验名称透射电镜样品制备与观察指导教师陈经民9透射电镜样品制备与观察实验指导书1、实验原理及其目的1.1、透射电镜的组成与原理透射电镜是研究材料的重要仪器之一。透射电镜通过加速高压发射电子，并使电子束透射试样后，与试样内部原子发生相互作用，从而改变其能量及运动方向。由于不同结构具有不同的相互作用，因而，就可以根据透射电子图象所获得的信息，来了解试样内部的晶体结构。由于试样结构和相互作用的复杂性，因此透

2、射电镜所获得的图象也很复杂。它不象表面形貌那样直观、易懂。因此，如何对一张电子图象获得的信息作出正确的解释和判断，不但很重要，也很困难，必须根据相应的理论才能对透射电子象作出正确的解释。透射电镜的组成与原理91.2、透射电镜样品的制备原理及方法1.2.1粉体材料样品的制备原理及方法将材料的粉末经研磨、过滤等方法，将粉末颗粒的粒径控制在50nm以下，然后取少量粉末放入装有无水乙醇（根据材料不同，也可选用甲苯、丙酮等）溶液的小试管中，再放入超声波振荡器中震荡10分钟左右，使粉末颗粒充分悬浮在溶液中。最后将

3、溶液滴到铜网或微栅上（观测倍数在20万倍以下时，用铜网；观测倍数在20万倍以上时，用微栅），即可放入透射电镜中观测。1.2.2块体材料样品的制备原理及方法9首先用金刚石圆锯或线切割机将块体材料切割成厚度为0.5mm以下、面积为2平方cm以上的薄片，再用砂纸将其厚度打磨到0.1mm以下。然后用样品冲片器将薄片冲成直径为3mm的小圆片，再用凹坑仪在小圆片的中心位置凹一个小坑，以备用。1.2.2.1导电材料样品的制备原理及方法导电材料可通过双喷电解的方法，对样品进行电解腐蚀，最终减薄样品。电解抛光减薄是制备

4、金属薄膜最常用的方法之一。双喷射电解减薄器是其中主要的一种装置。其特点是：（1）.采用同轴光导控制，在金属薄片抛光减薄穿孔时能接收到光信号，穿孔后立即报警。（2）.电解液喷射循环泵的驱动马达与电解槽分隔开，马达不能被电解液污染。（3）.自压式液氮冷却系统，快速冷却电解液。1.2.2.2非导电材料样品的制备原理及方法9非导电材料可通过离子减薄的方法，对样品进行离子轰击，最终减薄样品。通过本次实验，学生应该基本了解透射电镜样品的制备方法与透射电镜的工作原理。2、实验内容2.1、透射电镜样品的制备2.2.1

5、块体材料样品的制备首先用金刚石圆锯或线切割机将块体材料切割成厚度为0.5mm以下、面积为2平方cm以上的薄片，再用砂纸将其厚度打磨到0.1mm以下。然后用样品冲片器将薄片冲成直径为3mm的小圆片，再用凹坑仪在小圆片的中心位置凹一个小坑，以备用。2.2.1.1导电材料样品的制备（1）、首先用电火花切割机或低速金刚石锯切割厚度0.3-0.5mm的金属试样。（2）、通过手工研磨将金属试样研磨成厚度～0.05mm的金属薄片。9（3）、用冲片器将金属薄片冲成f3mm的小圆片。如果有精密凹坑研磨仪，最好先用凹坑仪

6、在小园片中心研磨一个凹坑，然后再进行电解减薄。（4）、仔细地把需要减薄的金属薄片嵌入样品夹白金电极凹槽中，用镊子夹住双斜面块放入样品夹推下斜面压杆使小圆片与白金电极保持良好的接触。灵敏度“SENSITIVITY”旋钮沿顺时针方向旋转到底（0），合上总电源“POWER”开关，调节喷射泵“PUMP”旋钮，使双喷嘴射出的相向电解液柱相接触，在两个喷嘴之间形成一个直径数毫米的小水盘。（5）、样品夹插到电解槽中，电解抛光电源的阳极（红色夹子）接到样品夹侧面的接线柱上。（6）、灵敏度“SENSITIVITY”旋钮

7、调节到中心位置或逆时针方向旋转到底（O），该位置穿孔报警灵敏度最高。（7）、合上电解抛光电源“POLISH”开关，顺时针方向旋转抛光电源“DCPOWER”旋钮，把电解抛光电压和电流调到所需要的数值。（8）最佳的电解液浓度，温度以及抛光电压和电流值确定后，抛光可继续进行至穿孔报警声响。一旦金属薄片抛光减薄出现穿孔，光导控制系统会断续地自动切断电解抛光电源和磁力泵电源，而且会发出报警声。此时应立即关闭总电源“POWER”，迅速取出样品夹，放到无水酒精中浸洗，然后取出双斜面压块，用镊子夹住金属小园片放到清洁

8、的无水酒精中浸洗。2.2.1.2非导电材料样品的制备（1）、启动水循环设备依次按[POWER]、[COOL]、[PUMP]按钮。（2）、启动离子减薄仪①、依次按总电源[POWER]、机械泵[R-PUMP]、扩散泵[D-PUMP]键。②、扩散泵加热40分钟后，拉出预真空阀杆到死点位置。③、当真空表指针接近100uA时，推回预真空阀杆到死点位置。④、将高真空碟阀扳手扳至<开启>位置，将气流阀扳平。⑤、当真空指示接近25uA时，按下高压按钮，打开两个氩气阀门。