2.电子显微镜技术

晶粒度检测1. 简介晶粒度检测是一种用于评估材料内部晶体结构的方法。

它可以帮助研究人员确定材料的晶粒尺寸、晶体分布和晶体取向等信息，从而对材料的性能和性质进行分析和预测。

晶粒度的大小和分布对材料的性能和性质具有重要影响。

较小的晶粒可以提高材料的强度和韧性，同时减小晶界对电子和热传导的阻碍。

因此，晶粒度检测在材料科学和工程领域具有广泛的应用。

2. 晶粒度检测方法目前，晶粒度检测主要通过显微镜观察和图像处理技术来实现。

下面介绍几种常用的晶粒度检测方法：2.1 图像分析法图像分析法是通过对材料的显微镜图像进行处理和分析来测量晶粒的尺寸和分布。

该方法首先需要获取材料的显微镜图像，然后使用图像处理软件对图像进行预处理，包括去噪、增强对比度等操作。

接下来，可以使用图像分割算法将图像中的每个晶粒分割出来，然后使用形态学操作和图像测量算法来测量晶粒的尺寸和形状。

图像分析法的优点是非破坏性、快速和全面，可以同时获取大量晶粒的信息。

然而，图像分析法对图像质量的要求较高，且对于颗粒间重叠或形状不规则的晶粒，精度可能会受到一定影响。

2.2 X射线衍射法X射线衍射法是一种基于材料对X射线的散射特性来研究晶体结构的方法。

通过照射材料样品并记录散射X射线的强度和角度信息，可以推导出材料的晶体结构和晶粒尺寸。

X射线衍射法的优点是可以得到精确的晶粒尺寸和晶体结构信息，适用于各种材料，并且可以在非常小的晶粒尺寸范围内进行测量。

然而，X射线衍射法的设备和实验条件要求较高，需要专门的仪器和专业技术。

2.3 电子显微镜法电子显微镜法是一种通过电子束来观察材料的显微结构的方法。

通过在电子显微镜下观察并记录材料的显微结构图像，可以获得材料的晶粒信息。

电子显微镜法的优点是可以在高分辨率下观察材料的显微结构，对于小尺寸或高分辨率要求的样品非常有效。

然而，电子显微镜的设备和维护成本较高，操作也相对复杂。

3. 晶粒度检测的应用晶粒度检测在材料科学和工程领域具有广泛的应用。

MV_RR_CNJ_0010分析型扫描电子显微镜方法通则1.分析型扫描电子显微镜方法通则的说明编号JY/T 010—1996名称(中文)分析型扫描电子显微镜方法通则(英文)General rules for analytical scanning electron microscopy归口单位国家教育委员会起草单位国家教育委员会主要起草人林承毅 万德锐批准日期 1997年1月22日实施日期 1997年4月1日替代规程号无适用范围本通则适用于各种类型的扫描电子显微镜和X射线能谱仪。

定义主要技术要求 1.2. 方法原理3. 仪器4. 样品5. 分析步骤6. 分析结果表述是否分级无检定周期(年)附录数目无出版单位科学技术文献出版社检定用标准物质相关技术文件备注2.分析型扫描电子显微镜方法通则的摘要本通则适用于各种类型的扫描电子显微镜和X射线能谱仪。

2 定义2.1二次电子 secondary electron在入射电子的作用下，从固体样品中出射的，能量小于50eV的电子，通常以SE表示。

2.2背散射电子 backscattered electron被固体样品中的原子反射回来的入射电子，包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子，通常以BSE表示。

它又称为反射电子(Reflected Electron)，以RE表示。

其中弹性背散射电子完全改变了入射电子的运动方向，但基本上没有改变入射电子的能量；而非弹性背散射电子不仅改变了入射电子的运动方向，在不同程度上还损失了部分能量。

2.3 放大倍数 magnification扫描电镜的放大倍数是指其图像的线性放大倍数，以M表示。

如果样品上长度为L s直线上的信息，在显像管上成像在L c 长度上，则放大倍数为M ＝－L L －c s扫描电镜的有效放大倍数与电子束直径有关。

如果样品上电子束编址的单位区域，即像素，小于电子束直径，每次取样传送的信息包含一个以上的像素，前后传送的信息互相部分重叠。

光学显微镜与扫描电镜的区别（二）cyh(2010-07-13 11:59:00)光源不同：光学显微镜采用可见光作为光源，电子显微镜采用电子束作为光源。

成像原理不同：光学显微镜利用几何光学成像原理进行成像，电子显微镜利用高能量电子束轰击样品表面，激发出样品表面的各种物理信号，再利用不同的信号探测器接受物理信号转换成图像信息。

分辨率不同：光学显微镜因为光的干涉与衍射作用，分辨率只能局限于0.2-0.5um之间。

电子显微镜因为采用电子束作为光源，其分辨率可达到1-3nm之间，因此光学显微镜的组织观察属于微米级分析，电子显微镜的组织观测属于纳米级分析。

景深不同：一般光学显微镜的景深在2-3um之间，因此对样品的表面光滑程度具有极高的要求，所以制样过程相对比较复杂。

扫描电镜的景深则可高达几个毫米，因此对样品表面的光滑程度几何没有任何要求，样品制备比较简单，有些样品几乎无需制样。

体式显微镜虽然也具有比较大的景深，但其分辨率却非常的低。

应用领域：光学显微镜主要用于光滑表面的微米级组织观察与测量，因为采用可见光作为光源因此不仅能观察样品表层组织而且在表层以下的一定范围内的组织同样也可被观察到，并且光学显微镜对于色彩的识别非常敏感和准确。

电子显微镜主要用于纳米级的样品表面形貌观测，因为扫描电镜是依靠物理信号的强度来区分组织信息的，因此扫描电镜的图像都是黑白的，对于彩色图像的识别扫描电镜显得无能为力。

扫描电镜不仅可以观察样品表面的组织形貌，通过使用EDS、WDS、EBSD等不同的附件设备，扫描电镜还可进一步扩展使用功能。

通过使用EDS、WDS辅助设备，扫描电镜可以对微区化学成分进行分析，这一点在失效分析研究领域尤为重要。

使用EBSD，扫描电镜可以对材料的晶格取向进行研究。

断口分析研究金属断裂面的学科，是断裂学科的组成部分。

金属破断后获得的一对相互匹配的断裂表面及其外观形貌，称断口。

断口总是发生在金属组织中最薄弱的地方，记录着有关断裂全过程的许多珍贵资料，所以在研究断裂时，对断口的观察和研究一直受到重视。

2019版新教材粤教版五年级科学下册第二单元《微观生命世界》第8课《科学观察工具——显微镜》教学设计教材分析：《科学观察的工具——显微镜》是粤教版《科学》五年级下册“微观生命世界”单元的第2课，学生讲了解显微镜的组成，并学习规范使用显微镜的方法。

本课由两个活动组成，活动1“认识显微镜”，帮助学生认识光学显微镜是由多块透镜组合而成的光学仪器，并了解每个部分的作用；活动2:“怎样使用显微镜”，引导学生学习如何规范使用显微镜，并正确使用显微镜观察动植物的永久装片。

教学目标：科学概念目标:1.知道显微镜的基本组成结构；2.知道显微镜的使用方法；3.知道显微镜可以能帮助人们观察更细微的结构。

科学探究目标：1.掌握正确使用显微镜的方法；2.能够利用显微镜观察并描述自己看到的图像。

科学态度目标：对自然界中一些未知事物产生不懈探究的精神。

科学、技术、社会与环境目标：感知显微镜对人类的发展起到很大作用。

教学重点：能正确使用显微镜观察事物的细微结构。

教学难点：能够使用显微镜观察到物体的物象。

课前准备：PPT课件、显微镜、动植物永久装片课时安排：1课时教学过程：一、问题引入1、出示情景图，两个小朋友在实验室用显截镜观察标本，引出疑问。

问题1:图中两个小朋友在干什么？（她们在观察一些微小生物。

）问题2:你知道小女孩使用的观察工具是什么吗？（小女孩使用的观察工具是“显微镜”。

）问题3:显微镜可以看清肉眼看不见的结构吗？显微镜我们平时可能见过，但是很少会自己在日常生活中使用过，那么显微镜该如何使用呢？这节课我们来学习《科学观察的工具——显微镜》（板书设计）二、活动1：认识显微镜1.光学显微镜最早的光学显微镜是由荷兰人詹森父子共同制作的。

由一个凸透镜和一个凹透镜组成，他就是光学显微镜。

在经过一代又一代人的改进，现在光学显微镜的最大放大倍数可达1500倍左右。

普通光学显微镜的构造主要分为三部分：机械部分、照明部分和光学部分。

机械部分：镜座、、镜柱、镜臂、镜筒、物镜转换器(旋转器)简称“旋转器”、镜台(载物台)、调节器照明部分：装在镜台下方，包括反光镜,集光器。

扫描电子显微镜的设计思想和工作原理，早在1935年便已被提出来了。

1942年，英国首先制成一台实验室用的扫描电镜，但由于成像的分辨率很差，照相时间太长，所以实用价值不大。

经过各国科学工作者的努力，尤其是随着电子工业技术水平的不断发展，到1956年开始生产商品扫描电镜。

近数十年来，扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中，促进了各有关学科的发展。

一．扫描电镜的特点和光学显微镜及透射电镜相比，扫描电镜具有以下特点：(一) 能够直接观察样品表面的结构，样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。

(二) 样品制备过程简单，不用切成薄片。

(三) 样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转，因此，可以从各种角度对样品进行观察。

(四) 景深大，图象富有立体感。

扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍，比透射电镜大几十倍。

(五) 图象的放大范围广，分辨率也比较高。

可放大十几倍到几十万倍，它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。

分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间，可达3nm。

(六) 电子束对样品的损伤与污染程度较小。

(七) 在观察形貌的同时，还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

二．扫描电镜的结构和工作原理(一) 结构1．镜筒镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。

其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm)，并且使该电子束在样品表面扫描，同时激发出各种信号。

2．电子信号的收集与处理系统在样品室中，扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号，其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。

在上述信号中，最主要的是二次电子，它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子，产生于样品表面以下几nm至几十nm的区域，其产生率主要取决于样品的形貌和成分。

通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像，它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。

检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体，当电子打到闪烁体上时，1就在其中产生光，这种光被光导管传送到光电倍增管，光信号即被转变成电流信号，再经前置放大及视频放大，电流信号转变成电压信号，最后被送到显像管的栅极。

eds分析2篇第一篇EDS分析EDS是一种被广泛使用的分析技术，其全称为能量散射X射线光谱分析法。

EDS技术主要是使用电子显微镜系统，通过采集材料中的X射线来检测这些材料的元素成分。

因为每个元素在能量数量上都有自己独特的X射线峰值，所以每个元素的存在都可以通过分析这些峰值来确认。

EDS分析可以用于各种不同类型的材料，例如金属、陶瓷、聚合物和半导体等。

在电子显微镜中安装EDS探测器，可以快速确定材料的成分并确定化学计量比。

EDS还可以检测非常小的颗粒，通常在10纳米大小以下。

虽然EDS技术非常有用，但是这项技术也有一些限制。

首先，EDS分析只能确定材料的表面。

如果需要确定材料中的内部元素，那么需要使用透射电子显微镜或者是切片样品来实现。

此外，EDS对于不同的元素有不同的检测能力。

一般来说，重元素比轻元素更容易探测到，所以在分析轻元素时需要更高的检测灵敏度。

为了获得准确的EDS分析结果，还需要对样品进行预处理。

首先，需要将样品制成非晶或非晶态，这可以减少X射线的散射。

除此之外，还需要适当地减小样品中的杂质和较高的能量背景。

总的来说，EDS技术在材料分析方面具有广泛的应用前景。

这项技术可以快速、准确和可靠地确定各种材料的化学成分，从而为科学家和工程师们提供了极大的帮助。

第二篇EDS分析EDS技术是现代材料分析中广泛使用的分析技术。

通过使用电子显微镜系统，EDS可以通过检测材料中的X射线来确定化学成分。

这种技术对于分析不同类型的材料非常有用，例如金属、陶瓷、聚合物和半导体等，在科学研究和工程行业中得到了广泛的应用。

EDS分析是一种非常灵敏的技术，可以检测非常小的颗粒，通常在10纳米以下的颗粒。

通过分析材料中的X射线峰值，EDS技术可以快速确定材料的成分，并确定化学计量比。

但是，EDS技术也有一些限制。

例如，EDS只能确定材料的表面，如果需要确定材料中元素的内部含量，需要使用透射电子显微镜或切片样品来实现。