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背散射最新娱乐体验_背散射电子成像衬度(2024年12月深度解析)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：话题更新日期：2024-12-01

背散射

EBSD样品制备：从传统到现代的演变电子背散射衍射（EBSD）技术自20世纪80年代末诞生以来，经过多年的发展，已成为结合显微组织和晶体学分析的新一代图像分析技术。由于其成像依赖于晶体的取向，因此也被称为取向成像显微术。通过一张取向成像的组织形貌图，不仅可以获得晶粒、亚晶粒和相的形状、尺寸及分布信息，还能获得晶体结构、晶粒取向及相邻晶粒取向差等晶体学信息。这些信息可以通过极图、反极图和取向分布函数来显示。背散射电子主要发生在试样表层几十个纳米的深度范围内，因此试样表面的残余应变层（也称变形层、扰乱层）、氧化膜以及腐蚀坑等缺陷都会影响甚至完全抑制EBSD的发生。因此，试样表面的制备质量对EBSD的效果至关重要。与一般的金相试样相比，合格的EBSD样品要求表面无应力层、无氧化层、无连续的腐蚀坑、表面起伏不能过大、表面清洁无污染。随着EBSD技术的广泛应用，新的样品制备技术和设备也相继出现。样品制备技术从传统的机械-化学综合抛光和电解抛光，发展到了FIB，以及目前广泛应用的氩离子截面抛光仪。传统的机械抛光无法有效去除样品表面的变形层，即使经过反复研磨，也可能再次变形。机械抛光还会造成表面划痕与损伤，严重影响EBSD试样的效果。电解抛光是利用电化学作用使试样磨面平整、光洁，一般用于处理大批量的EBSD试样。电解抛光可以有效去除表面的氧化层和应力层。不同材质的电解抛光工艺不同，需要摸索合适的抛光剂，通过大量试验找到理想的抛光参数（如试剂配方、抛光时间、温度等）。虽然电解抛光的工作量大且成功率难以掌握，但通过摸索出合适的工艺参数后，可以制备理想的EBSD样品。氩离子截面抛光仪是一种用于样品截面制备及平面抛光的桌面型制样设备。与机械研磨不同，氩离子抛光后的样品表面呈微细镜面，不会有划伤、扭曲变形、凹凸不平、研磨颗粒嵌入样品内部、脱层、孔隙结构填堵等现象。加工的样品能真实反映材料的组织结构。与FIB装置相比，氩离子截面抛光速度更快，扩大了加工面积，且体积小、衬度高、价格便宜。经过氩离子截面抛光后，样品的菊池花样清晰，EBSD分析更加容易。

透射电镜（TEM）基础与CCD相机详解透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM），是一种将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碰撞后改变方向，从而产生立体角散射的显微镜。散射角的大小与样品的密度和厚度有关，因此可以形成明暗不同的影像，经过放大和聚焦后在成像器件（如荧光屏、胶片以及感光耦合组件）上显示出来。 TEM系统组件：电子枪：发射电子聚光镜：将电子束聚集成平行光源样品杆：装载需要观察的样品物镜：聚焦成像，一次放大中间镜：二次放大投影镜：三次放大荧光屏：将电子信号转化为可见光，供操作者观察 CCD相机：将光学影像转化为数字信号明场成像和暗场成像：明场成像：让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法。暗场成像：使衍射束通过物镜光阑而把透射束挡掉得到图像衬度的方法。 TEM和SEM的区别：扫描电镜（SEM）收集二次电子和背散射电子的信息，而透射电镜（TEM）收集透射电子的信息。 SEM制样对样品的厚度没有特殊要求，而TEM需要样品足够薄，因为它是收集透射过样品的电子束。衍射衬度和质厚衬度：衍射衬度：样品在进行透镜观察时，由于各处晶体取向不同或晶体结构不同，满足布拉格方程的程度不同，从而有不同的衍射效果，形成一个随位置而变化的衍射振幅分布，称为衍射衬度。质厚衬度：样品不同微区存在原子序数和厚度的差异造成的。通过这些组件和成像方法，TEM能够提供高分辨率的样品图像，帮助科研人员更好地理解材料的微观结构。

#扫描电镜# 制样与拍摄技巧（1） Q1：扫描电镜中 PE 的全称是什么？ Primary Electron,中文直接叫“入射电子”就好了。直译为初级电子，也就是一次电子，指的是灯丝发射的电子。背散射电子的本质是“一次电子”,是灯丝发射出来的电子与样品相互后向后“反射”的电子。而“二次电子”之所以称为“二次”,是因为它本质上是属于样品的，是样品原子的核外电子被激发而产生的。#台式扫描电镜# #飞纳电镜#

麦克奥迪电镜：新标杆！麦克奥迪EasyNanoScan系列桌面式扫描电子显微镜，以其超高分辨率引领行业新潮流。𐟌ˆ 它的分辨率达到了惊人的5nm，超越了传统大型扫描电镜，为科研和工业领域提供了前所未有的清晰度。这款电镜不仅具备卓越的分辨率，还提供了多种探测模式，包括二次电子、背散射电子和能谱分析。𐟔 这些模式使得EasyNanoScan能够进行表面形貌分析、元素分析以及两者的结合，为样品提供全面的观察和分析能力。无论是工业检测还是科学研究，麦克奥迪EasyNanoScan都以其卓越的性能和多功能性，成为了科学家和工程师们的得力助手。𐟑袀𐟔찟‘颀𐟔瀀

科研必备：四大精密仪器详解 ### SEM：扫描电子显微镜 𐟔 扫描电子显微镜（SEM）是一种用于高分辨率微区形貌分析的大型精密仪器。它的景深大、分辨率高，成像直观且立体感强，放大倍数范围宽。最酷的是，待测样品可以在三维空间内进行旋转和倾斜。SEM不仅能测量多种样品，几乎不损伤和污染原始样品，还能同时获得形貌、结构、成分和结晶学信息。简直是科研人员的得力助手！ EDS：能谱仪 𐟓Š 能谱仪（EDS）利用不同元素X射线光子特征能量不同的特点来进行成分分析。各种元素都有自己的X射线特征波长，特征波长的大小取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量△E。通过测量这些特征波长，EDS可以准确地确定样品的元素组成。 XRD：X射线衍射 𐟌 X射线衍射（XRD）是一种利用X射线来研究物质内部结构的技术。X射线是一种波长很短的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。当一束X射线通过晶体时，会发生衍射现象。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。通过分析在照相底片上得到的衍射花样，可以确定晶体结构。 EBSD：电子背散射衍射 𐟔„ 电子背散射衍射（EBSD）是SEM中的一种技术。入射于样品上的电子束与样品作用产生几种不同效应，其中之一就是在每一个晶体或晶粒内规则排列的晶格面上产生衍射。从所有原子面上产生的衍射组成“衍射花样”，这可被看成是一张晶体中原子面间的角度关系图。衍射花样包含晶系（立方、六方等）对称性的信息，而且，晶面和晶带轴间的夹角与晶系种类和晶体的晶格参数相对应，这些数据可用于EBSD相鉴定。这些精密仪器在科研中都有着广泛的应用，掌握它们的使用方法和原理，可以大大提升科研效率。希望这些小知识能对你有所帮助！ 𐟓š

俄歇电子扫描电子显微镜（SEM）是科研领域的重要工具，它通过电子光学系统精确地观察和分析样品的微观结构。以下是对SEM中电子束形成和与样品相互作用过程的详细描述： 𐟔砧”𕥭光学系统：SEM的核心部件电子枪：负责发射电子束。电子来源于热阴极（如钨或六硼化镧）或场发射阴极，并通过1-30kV的电压加速。电子通过阳极孔形成交叉电子束，交叉斑点的大小取决于阴极类型。透镜系统：由多个电磁透镜构成，通过调节透镜电流来调节焦距。物镜紧邻样品，其他透镜称为会聚镜。透镜系统的作用是将电子束聚焦，形成直径为3-10nm的细小电子束照射斑点，适用于二次电子图像的观察。对于需要更大电流的背散射电子图像观察，照射斑点会增大至0.1-1。 𐟌꯸ 电子束与样品的相互作用当高速电子束撞击样品表面时，会发生多种相互作用，产生不同类型的信号：二次电子：由入射电子激发样品原子产生的低能电子（<50eV），通常来自样品表面10nm深度范围内。背散射电子：入射电子与样品原子核相互作用后改变方向，部分能量接近入射电子能量的电子被散射出来。特征X射线：样品原子内层电子被激发后产生的X射线，具有原子特征。俄歇电子：与特征X射线类似，是样品原子内层电子被激发后产生的电子。吸收电子：入射电子在与样品原子碰撞过程中能量全部传递给样品，成为样品中的自由电子。荧光：样品原子的外层电子被激发后发出的可见光或红外光。感生电动势：入射电子照射样品的pn结时产生的电动势或电流。通过这些相互作用，SEM能够提供丰富的信息，帮助科学家们深入了解样品的微观结构和性质。

扫描电镜：揭秘材料微观世界的关键工具扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM），这个听起来有点高大上的名字，其实就是我们用来观察材料表面形貌和成分的“超级放大镜”。下面，我就来给大家科普一下关于SEM的那些事儿。工作原理 𐟚€ SEM的核心就是那束高能电子束，它通过电子枪发射，然后在样品表面逐点扫描。这个过程会激发出二次电子、背散射电子和X射线等信号，这些信号被相应的探测器收集并转换成图像。简单来说，就是电子束“扫”一下样品，样品就会“吐”出一些信息，这些信息再被转化成我们能看到的样子。分辨率和放大倍数 𐟔 SEM的分辨率可以达到纳米级别，这主要取决于电子束的直径、样品的导电性以及表面状态等因素。而它的放大倍数更是从几十倍到几十万倍不等，远高于传统的光学显微镜，简直是放大版的“千里眼”。样品制备 𐟧ꊤ𝿧”蓅M前，样品需要经过一系列的准备工作。首先，样品必须干燥无水，因为SEM需要在高真空环境下工作。其次，样品需要导电，否则电荷积累会影响成像。对于非导电样品，通常需要进行镀膜处理。信号类型 𐟓ናEM可以接收多种信号，比如二次电子（SE）、背散射电子（BSE）和X射线（XRF）。二次电子主要用于形貌分析，背散射电子则与原子序数有关，可以区分不同元素。而X射线则用于能量色散X射线光谱（EDS）分析，可以进行元素定性和定量分析。场发射SEM和环境扫描电镜 𐟌 场发射SEM（FE-SEM）采用场发射电子枪，相比传统的热发射电子枪，具有更高的亮度和更小的电子束直径，从而获得更高的分辨率。而环境扫描电镜（ESEM）则可以在相对较高的压力下工作，允许潮湿或非导电样品的直接观察。应用领域 𐟌 SEM的应用领域非常广泛，包括材料科学、生物学、医学、地质学和刑侦学等。它不仅可以用于研究样品的表面形貌，还能进行断裂分析和缺陷检测等。操作安全 𐟛᯸ 操作SEM需要遵守严格的安全规程，包括穿戴防护服、避免直视电子束以及遵守辐射安全规定等。毕竟，这可是在和电子打交道，安全第一。图像解释 𐟔 SEM图像的解释需要一定的专业知识，以区分不同的信号来源和理解图像中的对比度变化。毕竟，每一张图像背后都是无数次的实验和验证。样品尺寸和形状 𐟓 样品的尺寸和形状需要适合放入SEM的样品室，通常样品尺寸不宜过大，且形状应便于固定。毕竟，空间有限，细节决定成败。动态观察 𐟎劤𘀤𚛓EM设备具备动态观察能力，可以观察样品在不同条件下的变化，如加热、冷却、应力作用等。这就像是给样品拍了个“小电影”，生动又有趣。了解了这些小知识，你是不是对SEM有了更深入的了解呢？无论你是科研人员、工程师还是学生，掌握这些知识都能让你更好地利用SEM进行科学研究和材料分析。

SEM/EDS应用与常见问题解析失效分析中，SEM（扫描电子显微镜）和EDS（能量色散谱仪）是两种常用的工具。SEM通过高能电子束轰击样品表面，收集二次电子和背散射电子来观察样品形貌。而EDS则用于成分的定性和定量分析。 SEM观测的前期工作 𐟔슥œ訿›入SEM机台之前，需要进行一系列样品处理，如Decap开盖、EFA电性、Delayer去层、Polish切片等。样品的工艺原因可能需要镀金以增加其导电性，从而提高图片效果。平面观测样品：用于观察裂纹、表面形貌（如致密性）等。如果后续还有电性实验，则不能镀金，以免影响热点分析。截面观测样品：用于观察截面形貌、分层、空洞、烧伤以及量测相关工艺尺寸等。 SEM的拍照模式 𐟓𘊓EM有两种主要的拍照模式：SE（二次电子）和BSE（背散射电子）。它们的区别如下：收集信号：SE收集二次电子，BSE收集背散射电子。分辨率：SE分辨率高，BSE分辨率低。图像衬度：SE显示形貌衬度，BSE显示质厚衬度。应用目的：SE用于微观立体形貌观察，BSE用于元素、相二维分布分析。现已引进外置YAG-BSE镜头，适用于样品大小合适、实验需求相符的情况，可以减少观测干扰并使图片效果更清晰立体。结合EDS应用 𐟔犅DS的分析方法有点、线、面三种，用途和检测灵敏度不同。定点分析灵敏度最高，面扫描分析灵敏度最低，但观察元素分布最直观。要根据试样特点及分析目的合理选择分析方法。常见问题解答 𐟤” 为什么元素分析的样品中有C（碳）、N（氮）、O（氧）元素？这些元素在日常生活中无处不在，即使抽真空后仍会携带一小部分气体分子等。样品OM图像上有不同的颜色，怀疑有污染，该怎么分析？如果有已经确认的目标位置，选择点扫描分析；如果没有确定的异常区域，需先进行面扫描，看看有没有异常的元素分布区域，再去异常颜色的区域处放大进行点扫描。为什么面扫描分析的结果与预想有很大不同？由于面是由无数个点组成的，每一个点的元素含量都会有差异，而面扫描分析的区域较大，含量较高的元素也会均分掉含量极低的元素，可以搭配点扫描来辅助验证。为什么面扫描时有些区域没有数据？这可能是由于这些区域的信号强度不足或被其他因素干扰所致。通过这些信息，我们可以更好地理解和应用SEM/EDS技术，解决在实际工作中遇到的问题。

扫描电镜指南：必看关键点！扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）是一种超酷的仪器，它用细聚焦的高能电子束在样品表面逐点扫描，然后通过检测样品与电子束相互作用产生的信号来获取高分辨率的图像。以下是你在使用扫描电镜时必须知道的一些关键知识点：成像原理 𐟓𘊓EM的成像原理主要依赖于电子束与样品相互作用产生的各种信号，比如二次电子和背散射电子。二次电子对样品表面的形貌非常敏感，通常用来观察表面的细节；而背散射电子则用于元素衬度成像，可以进行定性的成分分析。分辨率 𐟔 SEM的分辨率受多种因素影响，包括电子束直径、样品的原子序数、杂散磁场和机械震动等。一般来说，二次电子和俄歇电子的分辨率较低，而特征X射线调制成显微图像的分辨率则更低。放大倍数 𐟔 SEM的放大倍数可以从几十倍到几十万倍，调节范围相当大。选择合适的放大倍数取决于你的研究目的和样品的特性。景深 𐟌 SEM具有比光学显微镜和透射电镜更大的景深，这使得它特别适合观察表面粗糙或凹凸不平的样品。样品制备 𐟧ꊦ 𗥓通常需要进行特殊处理，如镀金或碳，以增加导电性和减少电荷积累。对于不导电的样品，可能需要在表面蒸镀一层导电膜。操作注意事项 ⚠️ 操作SEM时需要注意以下几点：确保样品的稳定性。调节电子枪和聚焦参数。防止磁干扰，避免过载。定期维护和保养设备。安全操作，记录和存储数据。通过了解这些关键知识点，你就能更好地使用扫描电镜，获取更准确的实验结果啦！

扫描电镜常见问题解答：原理篇（一） 𐟔 什么是PE？ PE是Primary Electron的缩写，中文可以直接翻译为“入射电子”。简单来说，它指的是从灯丝发射出来的电子。背散射电子的本质也是“一次电子”，这些电子在入射到样品后，会向后反射回来。 𐟔 什么是放大倍数？放大倍数是指物体在显示器（或底片）上显示的尺寸与实际尺寸的比例。不同的电镜，即使是相同的放大倍数，显示的图像中标的尺寸也可能不一致。这是因为不同的电镜可能采用不同的放大倍数定义。但无论是在屏幕上还是底片上，测量出来的尺寸应该是一致的。 𐟔 扫描电镜SEM主要产生哪些电子？扫描电镜SEM在与样品相互作用时，会产生不同类型的电子、光子或辐射。用于成像的主要有两种电子：背散射电子（BSE）和二次电子（SE）。背散射电子来自入射电子束，这些电子与样品发生弹性碰撞，部分反弹回来。而二次电子则来自样品原子，它们是入射电子与样品发生非弹性碰撞时产生的。 𐟔 BSE和SE有什么区别？ BSE主要来自样品的较深层区域，而SE则主要来自样品的表层区域。因此，BSE和SE代表了不同的信息。BSE图像对原子序数差异非常敏感，材料的原子序数越大，在图像中就越亮。 𐟔 SEM是如何探测电子的？ BSE和SE分别由不同类型的探测器探测。散射电子探测器用于探测BSE信号，位于样品正上方，并环绕电子束分布，这样可以收集到最大量的BSE。而探测SE时，主要使用E-T探测器。它有一个内置于法拉第圆筒的闪烁体，圆筒带正电可以吸引SE。闪烁体用于加速电子，并将它们转换为光子。这些光子进入光电倍增管，并得到进一步放大。SE探测器以一定角度放置在电子腔室的侧面，这样可以提高SE的探测效率。这些SE可以用来生成样品的二次电子图像，并展示在电脑的显示器上。

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