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电子显微镜习题.doc


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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题一、电子束与样品作用为何电子显微解析方法在资料研究中特别实用?答:因为电子显微解析可以1)观察资料的表面面貌;2)可以用来研究样品的晶体结构和晶体取向分布;3)可以进行能固体能谱解析。以上三个方面对于研究资料的性能与微观组织和成分的关系有很大的帮助。电子与样品作用产生的信号是如何被利用的?扫描电镜利用了那几个信号?高能电子束与试样物质互相作用,产生各种信号,这些信号被相应的接收器接收,经过放大器和办理后,可以获取样品成分和内部结构的丰富信息。背散射电子和二次电子主要应用于扫描电镜;透射电子用于透射电镜;特色X射线可应用于能谱仪,电子探针等;俄歇电子可应用于俄歇电子能谱仪。汲取电子也可应用于扫描电镜,形成汲取电子像。1)背散射电子。背散射电子是指被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。此中包含弹性背散射电子和非弹性背散射电子。背散射电子的产生范围深,因为背散射电子的产额随原子序数的增添而增添,所以,利用背散射电子作为成像信号不但能解析面貌特色,也可用来显示原子序数衬度,定性地进行成分解析。2)二次电子。二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。二次电子来自表面50-500?的地域,能量为0-50eV。它对试样表面状态特别敏感,能有效地显示试样表面的微观面貌。3)汲取电子。入射电子进入样品后,经多次非弹性散射,能量损失殆尽(假定样品有足够厚度,没有透射电子产生),最后被样品汲取。若在样品和地之间接入一个高矫捷度的电流表,就可以测得样品对地的信号。若把汲取电子信号作为调制图像的信号,则其衬度与二次电子像和背散射电子像的反差是互补的。4)透射电子。假如样品厚度小于入射电子的有效穿透深度,那么就会有相当数目的入射电子可以穿过薄样品而成为透射电子。样品下方检测到的透射电子信号中,除了有能量与入射电子相当电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题的弹性散射电子外,还有各种不一样能量损失的非弹性散射电子。此中有些待征能量损失5)特色X射线。特色X射线是原子的内层电子遇到激发今后,在能级跃迁过程中直接开释的拥有特色能量和波长的一种电磁波辐射。假如用射线探测器测到了样品微区中存在某一特色波长,就可以判断该微区中存在的相应元素。6)俄歇电子。假如原子内层电子能级跃迁过程中开释出来的能量不以X射线的形式开释,而是用该能量将核外另一电子打出,离开原子变成二次电子,这类二次电子叫做俄歇电子。俄歇电子是由试样表面极有限的几个原于层中发出的,这说明俄歇电子信号适用于表层化学成分解析。属于弹性散射的信号有哪几个?属于弹性散射的信号是背散电子,以及透射电子的大部分。荧光X射线、二次电子和背散电子哪一个在样品上扩展的体积最大?答:不一样的信号在样品中穿透的体积各不相同,对于荧光X射线、二次电子和背散电子来说,二次电子从表面5-10nm层发射出来,能量为0-50eV,-1微米的深处发射出来,能量凑近入射电子能量。荧光X射线与特色X射线波长相同,-5微米的深处激发出来。所以荧光X射线的扩展体积最大,背散电子其次,二次电子的扩展体积最小。。能否可以用二次电子也许背散电子看到它?请详细解说原由。电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题答:可以用背散电子看到。电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题原由:二次电子为调制信号时,因为二次电子能量比较低(小于50eV),在固体样品中的均匀自由程只有1-10nm,只有在表层5-50nm的深度范围内二次电子才能逸出样品表面。背散射电子作为调制信号时,因为背散射电子能量比较高,逃逸深度比二次电子大得多,可以从样品中较深的地域逸出(约为有效作用深度的30%左右)。详细说来,依据课件中供给的资料,,而在10kV,20kV,,,,,,,,即可以看到。二、。答:当入射电子束作光栅扫描时,若电子束在样品表面扫描的幅度为As,在荧光屏上阴极射线同步扫描的幅度为Ac,则扫描电子显微镜的放大倍数为:M=Ac/As,扫描电子显微镜的荧光屏尺寸是固定不变的,放大倍率的变化是经过改变电子束在试样表面的扫描幅度As来实现的。(这一题同学给出的答案都没有错,题目的本义是提示同学在扫描电镜中,放大倍数不是电磁透镜的放大作用),何能有效采集二次电子?二次电子是扫描电镜中的重要信号,是从样品表面返回的信号,所以其探头安装在样品的斜上方。二次电子是由一次电子激发的样品价带电子,能量很低,小于50eV,所以需要在探测器上加一个几百伏的正电压来吸引二次点子进入探测器。而此电压下另一个信号背散电子的运动轨迹不会遇到大的搅乱。背散电子的探头为何总是位于样品的正上方?答:由公式:η(Φ)=ηnCosθ此中η(Φ)为空间强度分布,ηn为背散射电子数目,可见当电子束沿法线入射时,作用深度大,在正上方的信号采集效率是最大的,别的在样品正上方的背散射电子空间分辨率大,所以探头总是位于样品的正上方。要用扫描电镜观察不导电样品,可以采纳哪些措施防范放电对图像清楚的影响?电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题答:有以下措施:1)降低电压,因为降低电压后单位时间内打在样品表面的电子数目减小,所以可以减少电荷在样品表面的积聚。2)用环境扫描,经过在腔体内冲入水汽的方法,样品表面的电子经过水蒸气带走,从而减少样品表面电荷积聚。3)喷金或喷碳,经过在样品表面喷金或喷碳,使电子束直接打在金膜或碳膜上,因为金和碳的导电性比较好,可以带走电子从而减少样品表面电荷积聚。4)需要加速操作速度,因为时间越长电荷积聚越多,减少操作时间可以减少样品表面电荷的积聚。(崔琦)另一种答案:在试样上喷涂一层导电物质金或碳;采纳较低的加速电压;背散电子成像;改进样品和样品台的导电连接;用可变电压扫描电镜、环境扫描电镜直接观察。EBSD是背散电子衍射花式解析,它可以用来研究样品的晶体结构和晶体取向分布。EBSD解析的信号采集与一般扫描电镜中的背散电子成像有何不一样?答:解析标定背散电子衍射花式可以用来解析晶体的方向。它与晶体的结构和取向有关。而一般扫描电镜中的背散电子成像与产额和原子序数有关。电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题三、电子探针与能谱解析电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题能谱如何与扫描电镜配合进行微区化学成分解析?答:由扫描电镜发射的电子束作为激发源照耀到样品上,电子束激发出X射线,采集连续X射线和特色X射线的信号。可以由特色X射线的谱图判断出所选的微区中所含有的化学元素。扫描电镜是进行断口解析的有效手段,缺点组织的成分如何解析?答:断裂常常由缺点组织引起,经过扫描电镜主要解析缺点形状、大小、数目,第二相粒子及夹杂物分布等,经过这些信息来判断引起断裂的真实原由。当我们思疑断口上的夹杂物也许缺点是断裂原由时,可以选定夹杂物,用电镜附带的能谱仪获取其成分,判断是不是夹杂物。从特色X射线形成的原理,解析采纳30kV电压做电子探针解析时,可以检测到铜元素的几个特阵峰?考虑能量分辨率要素,进一步解析能谱方法可能检测到几个特色峰。答:采纳30kV电压做能谱解析时,可以检激发铜元素的7条谱线,分别是(KeV):,,,,,,,因为EDS的能量分辨率是120eV以上,所以能量值相差较小的峰没法分开,合并为一个峰,所以能谱方法仅能获取Kα、Kβ和L三个特色峰。(本题需要查找数据,可以从书籍甚至网络,查找的门路不一样,第一个问题的答案就不一样。但是在课件中已经讲到Cu元素Lα和Lβ分不开,并且已经有图谱给出Kα、Kβ和L特色峰)黄平给出了最合理的答案:答:元素Cu的激发电压:Kα1:(KeV);Kα2:(KeV);Kβ1:(KeV);Kβ2:(KeV);K:(KeV)。可以检测到7β3个特色峰。能谱可以检测到3个峰。电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题谈论电子探针的分辨率,即可以检测的最小尺寸范围。影响分辨率的主要要素有哪些?答:解析的最小尺寸范围不但与电子束有关,更与特色X射线的激发范围有关,后者常常大于1微米,有时可达几微米。特色X射线激发范围影响最大的是电镜电压和样品的原子序数。影响电子探针分辨率的主要要素有:电子束直径、特色X射线激发范围,第二相的颗粒度、密度等。%时,低于能谱的检测极限,此时还可以用能谱检测出夹杂物成分吗?答:%,%时,假如所测的是均匀成分就不可以用能谱检测出夹杂物成分。但假如存在合金相也许夹杂地域,这些地址的元素含量会远远高于均匀成分,则可以用能谱点解析模式检测出夹杂物成分。描绘能谱定量解析时需要哪些校订。为了让定量解析数据靠谱最有效措施是什么?答:ZAF修正。Z:原子序数修正。A:汲取修正。F:荧光校订修正。让定量解析数据靠谱最有效措施是采纳标样。样品准备也会影响定量解析数据靠谱性。抛光态样品有益于定量解析正确性;合金样品最好不伤害样品,以防范第二相被腐化,防范产生腐化产物的污染。固然样品尺寸几乎没有限制,小颗粒上得出的成分解析结果不行靠。(黄平)电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题在能谱的左端,即能量低于2keV时如何正确立性峰?比方,?电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题答:,,所以他们很难直接区分。这时需要观察在8KeV周边能否存在Ta的峰,假如存在,则可以判断为Ta,假如不存在,则判断为Si元素。(崔琦)要解析钢的碳含量可以采纳能谱吗?要解析钢中碳化物成分可以采纳能谱吗?答:一般状况下,合金成分<5%时相对偏差增大。依照铁碳相图,钢的碳含量小于1%,%,低于检测极限,所以不用能谱解析检测碳含量。再者,碳元素很简单由样品的污染带入,比方表面油脂、吸附碳,等等,所以即使用能谱解析检测到碳也不可以以为是钢的碳含量。钢中的碳化物成分可以采纳能谱。考虑到以上所提的污染要素,也会影响碳含量正确性,一般仅限于解析碳化物中的合金元素含量。理想透镜的成像过程可以用线性函数描绘,为何实质透镜不可以相同描绘?答:理想传达系统的物与像成比率,即样品出射波与图像波函数为T(K)=1,但是实质成像系图像将发生非比率变化。同时,实质透镜存在球差,相关电子束干涉获取相位衬度像,信息传达时非线性传达,记录图像的解说复杂,反响的信息不拥有直观性。(刘芮)解说阿贝成像原理。既然高频电子衍射束降低图像的质量,为何不可以只采集低角度的电子束?降低高频电子衍射束传达质量的原由?电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题答:阿贝成像原理为:样品出射波可以分解为不一样空间频率的子波,各子波在成像系统中独立流传,图像由透镜调制后的各个子波合成获取,图像质量取决于采集到的子波数目和透镜对各子波的传达质量。因为图像质量取决于采集到的子波数目和透镜对各子波的传达质量,高角度的电子衍射束也影响着图像的质量,假如只采集低角度的电子束必然会造成样品信息扔掉。高频电子衍射束传达质量的降落的原由是,高频电子衍射束在传达过程中穿过电磁透镜时会产生很大的相差,参加合成图像时造成图像失真。在高分辨成像系统种,样品出射波经过傅立叶变换后,获取的结果是什么?此结果再进行反傅立叶变换获取什么?答:在高分辨成像系统种,样品出射波经过傅立叶变换后,样品出射波之间衍射迭加,获取衍射束。而后,透镜将衍射电子束汇聚在透镜后焦面上。将衍射电子束再进行反傅里叶变换的结果是将波合成图像。’sfocus。假如采纳200kV的电压成像,电镜的球差系数Cs=,样品厚度50nm,请电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题计算最正确欠焦条件。(以下公式中换算成纳米计算)fSch1/:1)因为传达函数是震荡函数,散射到不一样角度的电子束将会有不一样的相位变化,将以致图像的明暗随散射角度改变。而离焦的作用相当于对不一样空间频率分波附带一个相位因子,不一样的离焦量f下,传达函数图像改变,这一事实意味着同一观察地域的晶格像也会跟着成像时离焦量的不一样而展现出不一样特色。而在Scherzer’sfocus下,传达函数图像在较宽的空间频范围内有同样符号的Sin数值,且变化安稳,能获取最大的图像衬度。)已知h=×10-15eV·s,Cs=,Ek=200keV,me=×10-31kg,c=,l=h=h=hc-3=×10nmp2meEk2mec2EkDfSch=-(Csl)12=-?为何说获取的是晶格像,而不是原子像?电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题答:(1)一般获取高分辨电子显微像与样品中的原子摆列没有简单的对应关系。因为1)显电子显微镜****题电子显微镜****题电子显微镜****题

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