各种材料学分析测试技术总结
原理
OM 光学显
微镜
optical
microsc
ope 显微镜是利用凸透镜的
放大成像原理，将人眼不
能分辨的微小物体放大
到人眼能分辨的尺寸，其
主要是增大近处微小物
体对眼睛的张角（视角大
的物体在视网膜上成像
大），用角放大率M表示
它们的放大本领。
大于0.2nm
看不清亚结构
EDS 各种元素具有自己的X
射线特征波长，特征波长
的大小则取决于能级跃
迁过程中释放出的特征
能量△E，能谱仪就是利
用不同元素X射线光子
特征能量不同这一特点
来进行成分分析的。探头：一般为Si(Li)锂硅半导体探头
探测面积：几平方毫米
分辨率（MnKa）：～133eV
SEM 利用二次电子信号成像
来观察样品的表面形态，可直接利用样品表面材料
的物质性能进行微观成像
分辨率：3-4nm
放大倍数：20
即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射
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
当一束极细的高能入射电子轰击扫描样品表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特利用聚焦得非常细的高能
电子束在试样上扫描，激发
出各种物理信息。通过对这
些信息的接受、放大和显示
成像，获得测试试样表面形
貌的观察。
其工作原理是用一束极细
的电子束扫描样品，在样品
表面激发出次级电子，次级
电子的多少与电子束入射
角有关，也就是说与样品的
表面结构有关，次级电子由
万倍
特征X射线、背
散射电子的产
生过程均与样
品原子性质有
关，可用于成分
分析。
由于电子束只
能穿透很浅表
面，只能用于表
面分析。
征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。
SEM是利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等探测体收集，并在那里被闪
烁器转变为光信号，再经光
电倍增管和放大器转变为
电信号来控制荧光屏上电
子束的强度，显示出与电子
束同步的扫描图像。图像为
立体形象，反映了标本的表
面结构。
有很大的景深，
视野大，成像立
体，可直接观察
表面的细微结
构；
试样制备简单。
目前的扫描电
镜都配有X射
线能谱仪装置，
等。主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析
TEM 透射电
镜
(transm
把经加速和聚集的电子
束投射到非常薄的样品
上，电子与样品中的原子
与光学显微镜的成像原理
基本一样，所不同的是前者
用电子束作光源，用电磁场
0.2nm
近百万倍
ission electro n microsc ope 碰撞而改变方向，从而产
生立体角散射。散射角的
大小与样品的密度、厚度
相关，因此可以形成明暗
不同的影像，影像将在放
大、聚焦后在成像器件上
显示出来。
由于电子波长非常短，透
射电子显微镜的分辨率
比光学显微镜高的很多，
可以达到0.1～0.2nm，
放大倍数为几万～百万
作透镜。
透射电镜是以电子束透过
样品经过聚焦与放大后所
产生的物像，投射到荧光
屏上或照相底片上进行观
察
SEM是电子束激发出表面
次级电子,而TEM是穿透试
样,而电子束穿透能力很
弱,所以TEM样品要求很
亚显微结构、超
微结构
使用透射电子
显微镜可以用
于观察样品的
精细结构，甚至
可以用于观察
仅仅一列原子
的结构，比光学
显微镜所能够
观察到的最小
倍。薄, 的结构小数万
倍。
sem
tem 区别SEM的样品中被激发出来
的二次电子和背散射电
子被收集而成像. TEM可
以表征样品的质厚衬度，
也可以表征样品的内部
晶格结构。TEM的分辨率
比SEM要高一些。
SEM样品要求不算严苛，
TEM可以标定晶格常数，从
而确定物相结构；SEM主要
可以标定某一处的元素含
量，但无法准确测定结构。
SEM是扫描电
镜，所加电压比
较低，只是扫描
用的，相当于高
倍的显微镜
TEM是透射电
镜，所加电压
高，可以打透样
品，
