透射电镜结课论文
前言 随着纳米科学技术的不断发展以及传统物理学、材料学的不断完善,人们亟需更加深刻地认识、了解微观世界。透射电子显微镜是研究物质微观世界的强有力工具之一,它可以帮助人们取得高放大倍率、高。
一般来讲,材料科学用户多选择200kV以上(含200kV)的电镜,他们追求图像的分辨率和纳米尺度的成分、晶体结构分析(加速电压越高、分辨率越好);生命科学用户多选择100kV、120kV的透射电镜,他们更看重或追求图像的衬度(加速电压越低、衬度越好)。但研究领域不同,也不能一概而论。
场发射透射电镜与六硼化镧型透射电镜的比较,场发射透射电镜的分辨率没有提高(因为球差系数没有变化),优点是亮度高(场发射枪的亮度是六硼化镧枪的100倍,钨灯丝枪的1000倍)、电子的能量发散度小和相干性好。
空间分辨率高(亮度)是场发射透射电镜的突出优点,利用场发射枪高亮度的特点,可进行高空间分辨率的观察,即在很小的束斑尺寸下(例如:),进行晶体结构(微微电子衍射)和成分分析,纳米材料、材料的界面和表面(通常尺度很小)是当前材料科学研究的热点,场发射透射电镜高空间分辨率的特
点正好满足了材料工作者的需求,这也是近年来透射电镜需求旺盛的原因之一;需要指出的是,尽管场发射透射电镜的空间分辨率优于六硼化镧型透射电镜,但他们的图像分辨率(区分开两点之间的最小距离)却是相同的,图像的分辨率主要与加速电压和物镜的球差系数有关,目前,同一个加速电压下,场发射电镜和六硼化镧电镜的球差系数相同,因而图像的分辨率也相同。
场发射透射电镜的另外一个特点就是,可以与许多分析系统配合使用,如能谱仪系统(EDS)、能量损失谱系统(EELS)、能量过滤系统(Energy Filter System)、HAADF(High Angle Annual Dark Field)分析系统等等,因此,整个系统相对庞大一些;对于六硼化镧电镜,原则上,我们不太推荐能量损失谱系统(EELS)、能量过滤系统(Energy Filter System)、HAADF(High Angle Annual Dark Field)分析系统,一般只配备能谱仪系统(EDS)。
钢铁方面应用 现代透射电镜能在原子和分子尺度直接观察材料的内部结构(高分辨像);在对复杂成分材料开展形貌观察的同时,进行原位化学成分及相结构的测定与分析;也可以对结构复杂的金属等传统材料进行形貌观察、测定成分(定性定量分析)、微相表征、结构鉴定等多功能对照分析;还可以将图象观察、高分辨研究,EDS微区成分分析、会聚束衍射、选区电子衍射,衍衬分析等各种方法综合应用在具体研究中。
对于利用传统电子显微学方法对钢铁领域中问题的研究,如利用电子衍射、衍衬、高分辨等显微学方法进行的缺陷及结构的研究,现代透射电子显微镜都能满足。除此外,现代透射电子显微镜能提供更高的TEM分辨率合STEM分辨率。特别是高分辨的STEM可以轻松得到可直接解释的原子像。由于STEM的高分辨本领,使用者已经不需要高深的电子显微学知识,即可给出像的解释,因为STEM给出的是简单的衬度像,它不象TEM像在其高分辨像中既包含有振幅衬度信息又包含相位衬度信息,需要进行复杂的数学计算来进行像的解释。而且由于STEM像没有相位衬度,对于钢铁企业经常涉及的分析晶界原子排列及沉淀相分析更是方便快捷。
随着现代科学技术及工业水平的发展,对钢铁的性能也提出了更高的要求,使钢铁生产的工艺及掺杂也越来复杂。钢铁的很多性能都决定于纳米或更小尺度范围内物质结构、成分组成、掺杂元素的分布形式及状态、晶粒大小及晶粒界面的具体结构等。对这些小尺度范围内的物质结构、成份组成及分布进行鉴定和表征需求使得分析电子显微学成为了钢铁中微结构分析的主要方法。传统上,透射电镜在钢铁材料中应用主要有:(1)钢铁材料微观组织形貌的观察。例如,基于对合金元素在热机械加工中的作用、变化及热加工对组织影响规律的认识,可以更深入理解材料的性能;(2)位错、各种缺陷的观察(3)析出相的观察,形态、大小、分布,并结合能谱进行成分分析;(4)电子衍射进行微区的取向、晶体结构分析,并结合能谱进行成分分析;(5)相界面的观察和分析。
磁屏蔽技术 钢铁企业的输配电所产生的磁场一般称为低频磁场,低频磁场对电子显微镜等精密仪器有强烈的干扰。济钢技术中心08年引进的FEI 公司 “TECNAI G2 F30S-TWIN”型号的场发射透射电镜。因为透射电镜
实验室的电磁场超标,需要进行电磁屏蔽技术来达到要求。
众所周知,低频电磁屏蔽与一般的电磁屏蔽不同
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