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不用上课,秒懂原理!超逼真动图,让你一文看懂SEM!(另附资料大全)

2017-02-24 KK 科学指南针服务平台



材料的显微分析能获得材料的组织结构,揭示材料基本性质和基本规律,在材料测试技术中占重要的一环。对各种显微分析设备诸如SEM、TEM、AFM、STM等,各位材料届的小伙伴一定不会陌生。今天小编整理了关于扫描电镜SEM的资料大全,其中还有超逼真的动图(资料获取方法在文末),闲言少叙,下面就和大家一起来分享!


扫描电子显微镜(SEM)

扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段,可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。扫描电镜的优点是,①有较高的放大倍数,20-20万倍之间连续可调;②有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构;③试样制备简单。它是当今十分有用的科学研究仪器。

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扫描电子显微镜基本构造


扫描电镜结构图


组成部件:电子枪、电子透镜、扫描系统、电子收集系统(形貌分析)、成像荧光屏、X射线接收系统(成分分析)


扫描电子显微镜的原理


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扫描电子显微镜样成像原理

扫描电镜成像是利用细聚焦高能电子束在样件表面激发各种物理信号,如二次电子、背散射电子等,通过相应的检测器来检测这些信号,信号的强度与样品表面形貌有一定的对应关系,因此,可将其转换为视频信号来调制显像管的亮度得到样品表面形貌的图像。


SEM工作图


入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损失的那部分能量(30~50eV)激发核外电子脱离原子,能量大于材料逸出功的价电子从样品表面逸出成为真空中的自由电子,此即二次电子。

电子发射图

二次电子探测图

二次电子试样表面状态非常敏感,能有效显示试样表面的微观形貌,分辨率可达5~10nm。

二次电子扫描成像


入射电子达到离核很近的地方被反射,没有能量损失;既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子,又包括与样品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子。


背散射电子探测图


用背反射信号进行形貌分析时,其分辨率远比二次电子低。可根据背散射电子像的亮暗程度,判别出相应区域的原子序数的相对大小,由此可对金属及其合金的显微组织进行成分分析。

EBSD成像过程


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扫描电子显微镜的特点

l .扫描电镜分辨率高:人眼分辨率为:0.2mm;传统扫描电镜分辨率为:3nm;场发射扫描电镜分辨率为:1nm

2.放大倍率宽:放大倍率可从几倍到几十万倍,扫描电镜的放大倍率M=L/ι,L是荧光屏的长度,ι 是样品实际扫描的长度

3.图像景深好:放大几千倍图像的景深为几十微米,放大几万倍图像景深为几微米,立体感好,形态逼真。景深是指一个透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的一个能力范围。SEM的景深取决于初级束的孔径角和束径。

4.样品制备简单:块状样品、粉末状样品、纤维状样品、生物样品、薄膜样品等等均可观察。有些样品需要做导电处理,防止 荷电现象。

5.综合分析能力强:扫描电镜的样品室较大,可选用多种附件,对样品进行综合分析。如:背散射附件(BSE)、能谱附件(EDS)、波谱附件(WDS)、阴极荧光附件(CL)、背散射电子衍射花样附件(EBSD)、拉伸台、加热台、冷台、扫描透射附件、四探针等等。能获取样品的形貌、成分及分布、晶体结构、物性等信息


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扫描电子显微镜样品的要求及制备

1.扫描电子显微镜样品的要求

a)待测样品必须是固体;  

b)需满足无毒,无放射性,无污染,无磁,无水,成分稳定的要求。  

c)块状样品大小要适中,粉末状样品要进行特殊处理,尤其是不导电或导电性能差的样品需要选取合适的镀膜仪进行镀膜。

2.扫描电子显微镜样品的制备

a)块状导电材料:样品大小要适合仪器样品台尺寸,再用导电胶将其粘结在样品台上即可放在扫描电镜中进行观察。  

b) 块状非导电或导电性差的材料:需要对样品进行镀膜处理,在材料表面形成一层导电膜,再进行观察。  

c) 对于粉末样品(非导电或导电性差的材料需镀导电膜),其制备方法3种:



喷金系统

导电胶粘结法:先在样品台上均匀沾上一小条导电胶带,然后在粘好的胶带上撒上少许粉末,把样品台朝下使未与胶带接触的颗粒脱落,再用洗耳球吹去粘结不牢固的颗粒。  

直接撒粉法:将粉末直接撒落在样品台上,适当滴几滴分散剂(乙醇或者其他分散介质),轻晃样品台使粉末分布平整均匀,分散剂挥发后用洗耳球吹掉吸附不牢固的粉末即可。  

超声波法:将少量的粉末置于小烧杯中,加适量的乙醇或蒸馏水,超声处理几分钟即可。然后尽快用滴管将分散均匀的含粉末溶液到样品台或锡纸上,用电热风轻轻吹干即可。


附SEM资料大全如下

SEM原理及操作:

1.扫描电镜的培训教程

2.扫描电镜的结构、原理及其操作使用

3.场发射扫描电子显微镜结构及工作原理介绍

4.环境扫描电镜下的神奇世界.flv

5.若干TEM,SEM ,XRD, XPS 操作手册.rar

6. SEM的flash原理演示-JEOL.exe

7.扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM).pdf

SEM制样:

分享一本SEM和X显微样品制作手册:Handbook of Sample Preparation for SEM and X-ray  

剑桥大学的Patrick Echlin编写的,也是springer出的,内容很细致,而且很多内容有图片辅助说明,很好的一本书

SEM粒径分析软件

粒径分析软件nano measurer

SEM课件:

【课件1】扫描电镜.ppt

【课件2】电镜课件.rar

【课件3】扫描电子显微镜.pdf

【课件4】扫描电子显微镜SEM 课件资源

【课件5】扫描电子显微镜(SEM)

SEM书籍:

1.扫描探针显微镜:在科学及技术中的应用(英文版)

附件:Physical_methods_for_materials_characterisation.pdf

2.电子探针分析和扫描电子显微镜在地质学中的应用(英文版)

附件: 扫描电子显微镜分析技术.pdf


 温馨提示 
欲下载SEM原理﹑操作﹑课件﹑书籍资料大全,请微信公众号关注“科学指南针服务平台”,后台留言回复“SEM大全”即可获得!


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