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扫描电子显微镜应用微观结构分析

扫描电子显微镜应用

微观结构分析

在陶瓷的制备过程中，原始材料及其制品的微观形貌、孔径、晶界和团聚程度将决定其性能。扫描电子显微镜可以清楚地反映和记录这些微观特征。是一种方便、简便、有效的观察和分析样品微观结构的方法。样品无需制备，放入样品室即可直接放大观察；同时，扫描电子显微镜可以实现测试。对于样品从低倍到高倍的定位和分析，样品室中的样品不仅可以沿三维空间移动，还可以根据观察需要在空间中旋转，便于连续、系统地进行用户对感兴趣的部分进行观察和分析。扫描电镜拍摄的图像真实、清晰、立体感十足，已广泛应用于新型陶瓷材料三维微观结构的观察和研究。

由于扫描电镜可以利用多种物理信号对样品进行综合分析，并具有直接观察较大样品、放大范围广、景深大的特点，当陶瓷材料处于不同的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和研究方面也显示出很大的优势。

透射电镜TEM和台式扫描电镜SEM的差异有哪些?

结构差异：

主要体现在样品在电子束光路中的位置不同。透射电镜TEM的样品在电子束中间，电子源在样品上方发射电子，经过聚光镜，然后穿透样品后，有后续的电磁透镜继续放大电子光束，然后投影在荧光屏幕上；台式扫描电镜SEM的样品在电子束末端，电子源在样品上方发射的电子束，经过几级电磁透镜缩小，到达样品。当然后续的信号探测处理系统的结构也会不同，但从基本物理原理上讲没什么实质性差别。

相同之处：都是电真空设备，使用绝大部分部件原理相同，例如电子，磁透镜，各种控制原理，消象散，合轴等等。

基本工作原理：

透射电镜TEM：电子束在穿过样品时，会和样品中的原子发生散射，样品上某一点同时穿过的电子方向是不同，这样品上的这一点在物镜1-2倍焦距之间，这些电子通过过物镜放大后重新汇聚，形成该点一个放大的实像，这个和凸透镜成像原理相同。这里边有个反差形成机制理论比较深就不讲，但可以这么想象，如果样品内部是均匀的物质，没有晶界，没有原子晶格结构，那么放大的图像也不会有任何反差，事实上这种物质不存在，所以才会有这种牛逼仪器存在的理由。

台式扫描电镜观察厚试样

　　台式扫描电镜可以获得高分辨率和真实的厚样品形貌扫描电子显微镜的分辨率介于光学显微镜和透射电子显微镜之间，但在比较厚样品的观察时，由于透射电子显微镜也采用层压法，层压的分辨率通常只有10nm，而且观察的不是样品本身。因此，用扫描电镜观察厚样品，获得样品的真实表面数据更为有利。

　　台式扫描电镜观察试样区域细节

　　试样在样品室中可动的范围非常大，而显微镜在其它方面的工作距离通常只有2-3cm，因此实际上，只有试样可以在二维空间中移动，但在台式扫描电子显微镜中是不同的由于工作距离大（可能大于20 mm）焦深大（比TEM大10倍）样品室的空间也很大因此，试样在三维空间（即三维平移、三维旋转）可以有六个自由度的运动而且具有较大的活动范围，便于观察不规则形状样品的各个区域。