电子显微镜利用电子成像
电子显微镜利用电子成像,类似于光学显微镜使用可见光成像。由于电子的波长远小于光的波长,所以电子显微镜的分辨率要高于光学显微镜的分辨率。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM),简称扫描电镜,已成为功能强、用途广的材料表征工具,已广泛应用于材料,冶金,矿物,生物学等领域,如图1所示为蔡司场发射扫描电镜。SEM主要组成部分是:电子光学系统,信号收集处理系统,图像显示和记录系统,真空系统,电源及控制系统等。
能量色散X射线光谱仪(EnergyDispersiveX
能量色散X射线光谱仪(EnergyDispersive X-Ray Spectroscopy,EDX)
能谱分析是当今材料领域研究人员广泛采用的技术。如图3,利用SEM,各种信号可以提供给定样品的不同信息。当SEM与EDX探测器结合使用时,X射线也可以用作产生化学信息的信号。
EDX借助于试样发出的元素特征X射线波长和强度进行分析,根据波长测定试样所含元素,根据强度测定元素相对含量。
根据探针在待测样品表面扫描方式不同,可分为点、线、面分析三种方式:
<1>点分析
将分析范围定位到样品中感兴趣的点上,进行定性或定量分析,常用于显微结构的成分分析,如材料的晶界,析出相,夹杂相等。
<2>线分析
电子束沿着特定的方向进行线扫描,能获得元素含量变化的线分布曲线。如果和样品的形貌像相对照分析,可直观分析元素在不同相或区域内的分布和变化趋势。
<3>面分析
利用电子束对样品表面的特定区域进行扫描,元素在试样表面的分布能在CRT上以亮度分布显示(定性分析)。
价钱便宜使用普遍的是钨灯丝
价钱便宜使用普遍的是钨灯丝,以热游离 (Thermionization) 式来发射电子,电子能量散布为 2 eV,钨的功函数约为4.5eV,钨灯丝系一直径约100μm,弯曲成V形的细线,操作温度约2700K,电流密度为1.75A/cm2,在使用中灯丝的直径随着钨丝的蒸发变小,使用寿命约为40~80小时。
六硼化镧(LaB6)灯丝的功函数为2.4eV,较钨丝为低,因此同样的电流密度,使用LaB6只要在1500K即可达到,而且亮度更高,因此使用寿命便比钨丝高出许多,电子能量散布为 1 eV,比钨丝要好。但因LaB6在加热时活性很强,所以必须在较好的真空环境下操作,因此仪器的购置费用较高。
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