扫描电镜 - 图文

扫描电镜实验报告

一、实验目的

1、了解扫描电镜的基本结构和工作原理 2、应用SEM扫描观察实验样品的表面形貌

二、实验原理及内容

扫描电镜是对样品表面形态进行测试的一种大型仪器。当具有一定能量的入射电子束轰击样品表面时，电子与元素的原子核及外层电子发生单次或多次弹性与非弹性碰撞，一些电子被反射出样品表面，而其余的电子则渗入样品中，逐渐失去其动能，最后停止运动，并被样品吸收。在此过程中有99%以上的入射电子能量转变成样品热能，而其余约1%的入射电子能量从样品中激发出各种信号。在扫描电镜中，成象的信息主要是电子信息，根据近代的电子工业技术水平，即使高速变化的电子信息，也能毫不困难的及时接收、处理和储存，故可进行一些动态过程的观察，如果在样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件，则可以通过电视装置，观察相变、断烈等动态的变化过程。用扫描电镜观察厚块试样更有利，更能得到真实的试样表面资料。

扫描电镜主要有真空系统，电子束系统以及成像系统。真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。电子束系统由电子枪和电磁透镜两部分组成，主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成象。电磁透镜：热发射电子需要电磁透镜来成束，所以在用热发射电子枪的扫描电镜上，电磁透镜必不可少。通常会装配两组：汇聚透镜、物镜（物镜为真空柱中最下方的一个电磁透镜，它负责将电子束的焦点汇聚到样品表）。电子经过一系列电磁透镜成束后，打到样品上与样品相互作用，会产生次级电子、背散射电子、欧革电子以及X射线等一系列信号。所以需要不同的探测器譬如次级电子探测器、X射线能谱分析仪等来区分这些信号以获得所需要的信息。

工作原理：下图是扫描电镜的原理示意图。由最上边电子枪发射出来的电子束，经栅极聚焦后，在加速电压作用下，经过二至三个电磁透镜所组成的电子光学系统，电子束会聚成一个细的电子束聚焦在样品表面。在末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下使电子束在样品表面扫描。由于高能电子束与样品物质的交互作用，结果产生了各种信息：二次电子、背反射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极发光和透射电子等。这些信号被相应的接收器接收，经放大后送到显像管的栅极上，调制显像管的亮度。由于经过扫描线圈上的电流是与显像管相应的亮度一一对应，也就是说，电子束打到样品上一点时，在显像管荧光屏上就出现一个亮点。扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法，把样品表面不同的特

征，按顺序，成比例地转换为视频信号，完成一帧图像，从而使我们在荧光屏上观察到样品表面的各种特征图像。

图为扫描电镜的原理示意图

三、实验仪器

扫描电子显微镜（JEOL JSM-7500F型）、正常头发、染色头发、羊毛、导电胶

四、实验步骤

1、制作好试样，打开电子扫描电镜 ； 2、用导电胶固定试样在载物台上 ；

3、放好试样后，抽真空，调整试样的距离、扫描的衬度和最佳倍数 ； 4、选择不同倍数，照像，保存照好的图片。

五、实验图像

此图为羊毛在放大倍数为2000X时的扫描电镜图片，图片可以清晰的看出羊毛的表面为规则的鳞片状，图片中的黑色区域应为羊毛本身受损造成的，与样品制作中喷镀金属无关。

六、实验总结

可以不同程度的看到试样的外观形貌和表面组织，对断裂的不同区域可以看

清楚。纤维区、放射区、瞬断区三个区域中，放射区占得比例大为脆断。韧涡的中心一般是第二相粒子。不同的程度表现出表面不同的形貌组织。