透射电镜研究生课程课件

fcc : N=3, 4, 8, 11, 12, 16, 19,……. bcc : N= 2, 4, 6, 8, 10, …….
EM1 Electron Diffraction Patterns
(1) Photograph A is from one grain of a thin foil of a-iron. Choose one spot as the origin and measure the distance of a number of adjacent spots from it. It is always helpful to make a reasonable sketch of the pattern and to label the spots. From the ratio of the distances between the origin and the measured spots, and the known possibilities for values of , assign a consistent set of indices to all the spots and hence determine the indices of the direction of the electron beam. Given that the unit cell dimension of a-iron is 2.86 Å, what is the "camera constant" for the photograph? (2) Index the pattern B given that it is from aluminum, a= 4.04 Å and that the camera constant is approximately 4.4 cm. Å (3) The diffraction pattern C is from a-iron containing precipitates of CrN (fcc, a= 4.15 Å which have a definite orientation relationship with the matrix. The precipitates occur as thin plates on the three sets of (100)a planes so there are three precipitate patterns present on the photograph. The sketch D shows only one precipitate pattern, plus the matrix pattern. Note the symmetry of the matrix pattern and index it by inspection. Index the precipitate pattern and determine the orientation relationship between precipitate and matrix. Account for the observed morphology of the precipitate particles.
阿贝成象理论（Abby’s Theory of Image Formation）
Optical Microscope
Electron Microscope
非晶样品（Amorphous Specimen）
B
A
晶态样品（Crystalline Specimen）
FIB dimensions 10 μm by 7 μm by 0.2 μm.
2.5. 衍射花样的形状效应 Shape effect of diffraction patterns
2.6.取向关系（Orientation relationship）
2.7. 入射束方向的精确确定 Accurate determination of beam direc线对的角间距2θ，θ是Bragg angle 这是与相应的hkl 衍射斑点的的角间距是一样的, 所以菊池线的标定可以用与 电子衍射花样相同的方法标点。 2. 从透射斑点至某一衍斑点的联线垂直于相应菊池线对。 3. 可以看出，菊池线对的中线似乎可以相象成相应的 （hkl）晶面与荧光屏的交截线。 4. 菊池线花样好象是与晶体紧密联系起来的，晶体转动菊 池线花样也就跟着转动。可以看出，由于试样到底版的距 离较大（L≥500mm），（hkl）晶面的略微转动就会引起底 版上菊池线对的明显位移(（hkl）与底版的交截线即为菊 池线对的中线位置)。而电子衍射斑点花样，则由于倒易阵 点因试样厚度关系而成为好倒易杆，因此在偏离Bragg条件 很大时还能观察到衍射斑点， 当晶体转动时，相当范围内 衍射斑点始终出现，且没有位置移动。
Technai f20
本课程的内容:
Part I 透射电子显微学及其在材料科学研究中的应用 Part II 高分辩电子显微学及其在材料科学研究中的应用 Part III 分析电子显微学及其在材料科学研究中的应用
Part I 透射电镜及其在材料科学研究中应用
1. 引言 2. 电子衍射（Electron diffraction） 3. 衍衬理论（Theory of diffraction contrast） 4. 完整晶体的特征图像（Characteristic images from perfect crystals） 5. 位错和层错的衬度（Contrast from dislocations and stacking faults） 6. 第二相粒子的衬度（Contrast from second phase particles） 参考资料（References） :
R2 a 000 R1 h1k1l1 R3
h3k3l3
R1 2 N 1 h12 k12 l12 ( ) 2 2 2 R2 N 2 h2 k 2 l2
cosa
h1h2 k1k 2 l1l2
2 2 2 h12 k12 l12 h2 k2 l2
B = R1 x R2
2.4.1尝试校核法（ Trier and error: ） 2.4.2 已知相机常数法（Known camera constant） 2.4.3 标准衍射谱法（Standard diffraction patterns） 2.4.4 计算机标定法（Computer simulation）
h2k2l2
2.电子衍射（Electron Diffraction）
2.1. 电子衍射（Electron diffraction） 2.2. 选区电子衍射（Selected area electron diffraction (SAD)） 2.3. 相机常数（Camera constant） 2.4. 简单电子衍射花样的标定（Indexing of simple SAD patterns） 2.5. 衍射花样的形状效应（Shape effect of diffraction patterns） 2.6. 取向关系（Orientation relationship) 2.7. 入射束方向的精确确定 （Accurate determination of beam direction） 2.8. 复杂衍射花样（Complicated SAD patterns） 2.9 偏移参数（Deviation parameter sg）
材料科学概念
加工 性能 性能
成本（性能、价格比） 成本
加工 成份 成份 组织 性能 加工 成份 组织 性能
组织
成份 组织
环境
材料科学发展趋势
• 传统材料(Traditional materials): 提高性能/价格比 • 先进材料 (Advanced materials): 用于各种极端条件 • 功能材料（Functional materials) • 低维材料（ Low dimension materials） • 纳米技术和纳米材料（Nano technology and nano materials） • 生物医学材料（Biomaterials） • 环境材料（Environmental materials） • …………….
2.8. 六方晶系简单选区电子衍射花样的标定
2.8.1 晶带轴定律 2.8.2晶带轴定律对六方晶系的应用 2.8.3 六方晶系的三轴和四轴系统 2.8.4 六方晶系中面和其法向的标定
Weiss’s Zone Law
1. Basic law: hu + kv + lw = 0 . 2. Addition rule If (h1k1l1) and (h2k2l2) belong to [uvw], then (h3k3l3) also belongs to [uvw] when: h3 = ±nh1 ± mh2 k3 = ±nk1 ± mk2 l3 = ±nl1 ± ml2 3. Zone axis If (h1k1l1) and (h2k2l2) belong to [uvw], then: [uvw] = (h1k1l1) x (h2k2l2) or u = k1l2 – k2l1 v = l1h2 – l2h1 w = h1k2 – h2k1 4. If a plane (hkl) contains the zone axis [u1v1w1] and [u2v2w2], then: (hkl) = (u1v1w1) x (u2v2w2) or h = v1w2 – v2w1 k = w1u2 – w2u1 l = u1v2 – u2v1
Concepts
Materials mater Research science and engineering interest
and science
Methods multiformity