北科大材料考研試題

1、掃掃 描描 電電 子子 顯顯 微微 鏡鏡 Scanning Electron Microscope (SEM) 緒論緒論 SEM工作原理工作原理 SEM構(gòu)造構(gòu)造 SEM主要性能主要性能 SEM樣品制備樣品制備 1 緒論 電子顯微學(xué)電子顯微學(xué)（electron microscopy）：）： 用電子顯微鏡研究物質(zhì)的顯微組織、成分和用電子顯微鏡研究物質(zhì)的顯微組織、成分和 晶體結(jié)構(gòu)的一門科學(xué)技術(shù)。晶體結(jié)構(gòu)的一門科學(xué)技術(shù)。 電子顯微鏡電子顯微鏡（electron microscope）：用）：用 一束電子照射到樣品上并將其組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)一束電子照射到樣品上并將其組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié) 放大成像的顯微鏡。放大成像的顯

2、微鏡。 電子顯微鏡的類型 掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope, SEM） 透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM） 掃描透射電子顯微鏡（scanning transmission electron microscope, STEM） 1.1概述概述 掃描電子顯微鏡是探索微觀世界奧秘的掃描電子顯微鏡是探索微觀世界奧秘的 最有效的最有效的大型精密儀器大型精密儀器之一自之一自1965年做出第年做出第 一臺(tái)商品掃描電鏡，自其問(wèn)世以來(lái)，得到了一臺(tái)商品掃描電鏡，自其問(wèn)世以來(lái)，得到了 迅速的發(fā)展，種類不斷增多，性能日益提

3、高，迅速的發(fā)展，種類不斷增多，性能日益提高， 由于其具備由于其具備分辨率高、放大倍數(shù)變化范圍寬、分辨率高、放大倍數(shù)變化范圍寬、 景深大、立體感強(qiáng)、樣品制備簡(jiǎn)單景深大、立體感強(qiáng)、樣品制備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，等特點(diǎn)， 因此廣泛地應(yīng)用于材料科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物因此廣泛地應(yīng)用于材料科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物 學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等眾多的科學(xué)研究學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等眾多的科學(xué)研究 領(lǐng)域。領(lǐng)域。 2 掃描電鏡工作原理 掃描電鏡原理是：掃描電鏡原理是：利用聚焦得利用聚焦得非常細(xì)非常細(xì)的高能的高能 電子束在試樣上掃描時(shí)，激發(fā)的各種物理信電子束在試樣上掃描時(shí)，激發(fā)的各種物理信 息息( (如二次電子、背反射電子、如二次電子、

4、背反射電子、X X射線等射線等) )， 通過(guò)對(duì)這些信息的通過(guò)對(duì)這些信息的接受、放大和顯示成像接受、放大和顯示成像， 以便對(duì)試樣表面進(jìn)行分析。以便對(duì)試樣表面進(jìn)行分析。 3 掃描電子顯微鏡的構(gòu)造 電子光學(xué)系統(tǒng) 掃描系統(tǒng) 信號(hào)檢測(cè)放大系統(tǒng) 圖象顯示和記錄系統(tǒng) 真空系統(tǒng) 電源系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 掃描電子電鏡結(jié)構(gòu)掃描電子電鏡結(jié)構(gòu) 聚束透鏡 偏轉(zhuǎn)線圈 物鏡 陰極射線管 3.1 電子光學(xué)系統(tǒng) 電子槍 電磁透鏡電磁透鏡 樣品室 電子光學(xué)系統(tǒng) 為了獲得較高的信號(hào)強(qiáng)度和掃描像（尤其 是二次電子像）分辨率，掃描電子束應(yīng)具有較 高的亮度和盡可能小的束斑直徑。 電子槍電子槍 作用是作用是形成高能量的電子束，以極細(xì)形成高能量

5、的電子束，以極細(xì) 的束徑打在試樣上。的束徑打在試樣上。要求高能量，是為了獲要求高能量，是為了獲 得盡可能多的成像信號(hào)；要求電子束盡可能得盡可能多的成像信號(hào)；要求電子束盡可能 細(xì)，是為了高的分辨本領(lǐng)。細(xì)，是為了高的分辨本領(lǐng)。 電子槍結(jié)構(gòu)及工作原理電子槍結(jié)構(gòu)及工作原理: : 當(dāng)燈絲中通以加熱電流當(dāng)燈絲中通以加熱電流,鎢絲鎢絲 陰極呈白熱狀態(tài)時(shí)陰極呈白熱狀態(tài)時(shí),便發(fā)射電便發(fā)射電 子。子。在陽(yáng)極加速電壓的作用在陽(yáng)極加速電壓的作用 下，電子穿過(guò)陽(yáng)極小孔射向下，電子穿過(guò)陽(yáng)極小孔射向 熒光屏出現(xiàn)亮點(diǎn)。熒光屏出現(xiàn)亮點(diǎn)。借助柵極借助柵極 加電壓用來(lái)控制電子束大小加電壓用來(lái)控制電子束大小， 改變熒光屏亮度。改變熒

6、光屏亮度。調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn) 線圈中電流大小，可改變磁線圈中電流大小，可改變磁 場(chǎng)強(qiáng)弱，場(chǎng)強(qiáng)弱，使熒光屏得到最小使熒光屏得到最小 的聚焦電子束斑點(diǎn)。電子束的聚焦電子束斑點(diǎn)。電子束 在橫向交變電磁場(chǎng)作用下，在橫向交變電磁場(chǎng)作用下， 可在熒光屏上來(lái)回掃描?？稍跓晒馄辽蟻?lái)回掃描。 控制電極 Cross Over Point(d0) 電磁透鏡電磁透鏡 作用是為了獲作用是為了獲 得盡可能細(xì)的電子束，以得盡可能細(xì)的電子束，以 激發(fā)試樣產(chǎn)生盡可能多強(qiáng)激發(fā)試樣產(chǎn)生盡可能多強(qiáng) 的物理信號(hào)。的物理信號(hào)。透鏡系統(tǒng)中透鏡系統(tǒng)中 的所用透鏡都是縮小透鏡，的所用透鏡都是縮小透鏡， 起起縮小光斑縮小光斑的作用。縮小的作用?？s

7、小 透鏡將電子槍發(fā)射的直徑透鏡將電子槍發(fā)射的直徑 30m電子束縮小成幾十電子束縮小成幾十 埃，由兩個(gè)聚光鏡和一個(gè)埃，由兩個(gè)聚光鏡和一個(gè) 末透鏡完成，末透鏡完成，三個(gè)透鏡三個(gè)透鏡的的 總縮小率約為總縮小率約為20003000 倍。倍。 透鏡系統(tǒng)透鏡系統(tǒng) 樣品室樣品室 試樣放在樣品臺(tái)上，可以調(diào)節(jié)樣試樣放在樣品臺(tái)上，可以調(diào)節(jié)樣 品臺(tái)在品臺(tái)在X、Y、Z三個(gè)方向移動(dòng)。三個(gè)方向移動(dòng)。 其作用是其作用是提供入射電子束在樣品表面提供入射電子束在樣品表面 上以及陰極射線管內(nèi)電子束在熒光屏上的上以及陰極射線管內(nèi)電子束在熒光屏上的 同步掃描信號(hào)。同步掃描信號(hào)。改變?nèi)肷潆娮邮跇悠繁砀淖內(nèi)肷潆娮邮跇悠繁?面掃描振幅

8、，以獲得所需放大倍率的掃描面掃描振幅，以獲得所需放大倍率的掃描 像。像。 組成：掃描信號(hào)發(fā)生器、放大控制器及相掃描信號(hào)發(fā)生器、放大控制器及相 應(yīng)的掃描線圈。應(yīng)的掃描線圈。 掃描線圈是掃描掃描線圈是掃描電鏡電鏡的一個(gè)重要組件，它的一個(gè)重要組件，它 一般放在最后二透鏡之間，也有的放在末一般放在最后二透鏡之間，也有的放在末 級(jí)透鏡的空間內(nèi)。級(jí)透鏡的空間內(nèi)。 鏡筒有兩對(duì)掃描線圈，一對(duì)使電子束做行鏡筒有兩對(duì)掃描線圈，一對(duì)使電子束做行 掃描；一對(duì)使電子束做幀掃描。掃描；一對(duì)使電子束做幀掃描。 3.2 掃描系統(tǒng) 電子束在樣品表面的掃描方式 a 光柵掃描（面掃描） b 角光柵掃描（線掃描） 3.3 信號(hào)檢測(cè)放

9、大系統(tǒng) 信號(hào)檢測(cè)放大系統(tǒng)其作用是信號(hào)檢測(cè)放大系統(tǒng)其作用是檢測(cè)樣品在入射電檢測(cè)樣品在入射電 子作用下產(chǎn)生的物理信號(hào)，然后經(jīng)視頻放大，作為子作用下產(chǎn)生的物理信號(hào)，然后經(jīng)視頻放大，作為 顯像系統(tǒng)的調(diào)制信號(hào)。顯像系統(tǒng)的調(diào)制信號(hào)。不同的物理信號(hào)，要用不同不同的物理信號(hào)，要用不同 類型的檢測(cè)系統(tǒng)。它大致可以分為三大類，即類型的檢測(cè)系統(tǒng)。它大致可以分為三大類，即電子電子 檢測(cè)器、陰極熒光檢測(cè)器和檢測(cè)器、陰極熒光檢測(cè)器和X射線檢測(cè)器。射線檢測(cè)器。 掃描電子束與樣品作用產(chǎn)生的主要信號(hào)掃描電子束與樣品作用產(chǎn)生的主要信號(hào) TEM&STEM 陰極發(fā)光 背反射電子 二次電子 特征X射線 透射電子 二次電子的激發(fā)區(qū)域 可

10、供可供SEMSEM檢測(cè)的信號(hào)檢測(cè)的信號(hào): : 二次電子二次電子：二次電子是指入射電子轟擊出來(lái)的核外電子二次電子是指入射電子轟擊出來(lái)的核外電子。 由于原子核和外層價(jià)電子間的結(jié)合能很小，由于原子核和外層價(jià)電子間的結(jié)合能很小，當(dāng)原子的核外當(dāng)原子的核外 電子從入射電子獲得了大于相應(yīng)的結(jié)合能的能量后，可脫電子從入射電子獲得了大于相應(yīng)的結(jié)合能的能量后，可脫 離原子成為自由電子。如果這種散射過(guò)程發(fā)生在比較接近離原子成為自由電子。如果這種散射過(guò)程發(fā)生在比較接近 樣品的表層樣品的表層,那些能量大于材料逸出功的自由電子可能從樣那些能量大于材料逸出功的自由電子可能從樣 品表面逸出品表面逸出,變成真空中的自由電子，即

11、二次電子。變成真空中的自由電子，即二次電子。 二次電子來(lái)自表面二次電子來(lái)自表面5-10nm的區(qū)域的區(qū)域，能量小于，能量小于50 e V 的的 電子。它對(duì)樣品表面狀態(tài)非常敏感，能有效地顯示樣品表電子。它對(duì)樣品表面狀態(tài)非常敏感，能有效地顯示樣品表 面的微觀形貌。由于它發(fā)自樣品表層，入射電子還沒(méi)有被面的微觀形貌。由于它發(fā)自樣品表層，入射電子還沒(méi)有被 多次反射，因此產(chǎn)生二次電子的面積與入射電子的照射面多次反射，因此產(chǎn)生二次電子的面積與入射電子的照射面 積沒(méi)有多大區(qū)別，所以二次電子的分辨率較高，一般可達(dá)積沒(méi)有多大區(qū)別，所以二次電子的分辨率較高，一般可達(dá) 到到3-10nm。掃描電鏡的分辨率一般就是二次電子

12、分辨。掃描電鏡的分辨率一般就是二次電子分辨 率。率。 二次電子產(chǎn)額隨原子序數(shù)的變化不大，它主要取決于二次電子產(chǎn)額隨原子序數(shù)的變化不大，它主要取決于 表面形貌。表面形貌。 可供可供SEMSEM檢測(cè)的信號(hào)檢測(cè)的信號(hào): : 背反射電子背反射電子： 背反射電子是指背反射電子是指被固體樣品原子反被固體樣品原子反 射回來(lái)的一部分入射電子，其中包射回來(lái)的一部分入射電子，其中包 括彈性背反射電子和非彈性背反射括彈性背反射電子和非彈性背反射 電子。電子。 X射線射線：當(dāng)內(nèi)層電子被擊出后，外層電子掉當(dāng)內(nèi)層電子被擊出后，外層電子掉 入內(nèi)層電子軌道而發(fā)出入內(nèi)層電子軌道而發(fā)出X射線，由此可分析射線，由此可分析 元素成分

13、。元素成分。X射線一般在試樣的射線一般在試樣的500nm- 5mm深處發(fā)出。深處發(fā)出。 二次電子探測(cè)器示意圖二次電子探測(cè)器示意圖 二次電子收集系統(tǒng)由柵網(wǎng)、聚焦環(huán)和閃爍體組成。二次電子收集系統(tǒng)由柵網(wǎng)、聚焦環(huán)和閃爍體組成。 柵網(wǎng)上加?xùn)啪W(wǎng)上加+250V電壓，用來(lái)吸引二次電子。電壓，用來(lái)吸引二次電子。通過(guò)通過(guò) 調(diào)整聚焦環(huán)位置可改變閃爍體前加速電場(chǎng)分布，調(diào)整聚焦環(huán)位置可改變閃爍體前加速電場(chǎng)分布， 使二次電子比較集中打到加有使二次電子比較集中打到加有+12kV高壓的閃爍高壓的閃爍 體上。體上。 二次電子大部分信號(hào)穿過(guò)柵網(wǎng)，打到閃爍體上，轉(zhuǎn)二次電子大部分信號(hào)穿過(guò)柵網(wǎng)，打到閃爍體上，轉(zhuǎn) 換成光信號(hào)，經(jīng)光電倍增

14、管輸出的電流信號(hào)接到視換成光信號(hào)，經(jīng)光電倍增管輸出的電流信號(hào)接到視 頻放大器，再稍放大后即可用來(lái)調(diào)制顯像管亮度，頻放大器，再稍放大后即可用來(lái)調(diào)制顯像管亮度， 從而獲得圖像。從而獲得圖像。 二次電子探測(cè)器示意圖二次電子探測(cè)器示意圖 通常采用閃爍計(jì)數(shù)通常采用閃爍計(jì)數(shù) 器來(lái)檢測(cè)二次電子、背器來(lái)檢測(cè)二次電子、背 散射電子、透射電子等散射電子、透射電子等 信號(hào)。這是掃描電子顯信號(hào)。這是掃描電子顯 微鏡中最主要的信號(hào)檢微鏡中最主要的信號(hào)檢 測(cè)器。它由閃爍體、光測(cè)器。它由閃爍體、光 導(dǎo)管和光電倍增器所組導(dǎo)管和光電倍增器所組 成，如下圖所示。成，如下圖所示。 二次電子探測(cè)器二次電子探測(cè)器 3.4 圖象顯示和記

15、錄系統(tǒng) 其作用是把信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)輸出的調(diào)制信 號(hào)，轉(zhuǎn)換為在陰極射線管熒光屏上顯示的樣 品表面某種特征的掃描圖像，供觀察或照相 記錄。 3.5 真空系統(tǒng) 其作用是建立能確保電子光學(xué)系統(tǒng)正常工確保電子光學(xué)系統(tǒng)正常工 作、防止樣品污染所必須的真空度。作、防止樣品污染所必須的真空度。一般情況 下要求保持優(yōu)于102103 Pa的真空度。 3.6 電源系統(tǒng) 由穩(wěn)壓、穩(wěn)流及相應(yīng)的安全保護(hù)電路所 組成，提供掃描電子顯微鏡各部分所需要的 電源。 4 掃描電子顯微鏡主要性能參數(shù) 放大倍數(shù) 分辨率 景深 4.1 放大倍數(shù) 放大倍數(shù)一般可以從20倍連續(xù)調(diào)節(jié)到50萬(wàn)倍 掃描式電子顯微鏡放大原理掃描式電子顯微鏡放大原理 S

16、EM的放大倍率的決定，的放大倍率的決定，在于控制電子束在樣品在于控制電子束在樣品 表面掃描的范圍的大小表面掃描的范圍的大小，由于屏幕的尺寸固定，由于屏幕的尺寸固定， 因此掃描范圍越小，屏幕上所顯現(xiàn)的影像相對(duì)放因此掃描范圍越小，屏幕上所顯現(xiàn)的影像相對(duì)放 大率就越大。大率就越大。 像的放大倍數(shù)決定于聚焦電子束掃描的線性長(zhǎng)度，像的放大倍數(shù)決定于聚焦電子束掃描的線性長(zhǎng)度， 如為如為0.1mm,顯像管上像的線性長(zhǎng)度顯像管上像的線性長(zhǎng)度100mm,則像則像 的放大倍數(shù)為的放大倍數(shù)為1000。 二次電子像二次電子像 掃描電鏡可接收樣品發(fā)出的多種信號(hào)成像，其中二掃描電鏡可接收樣品發(fā)出的多種信號(hào)成像，其中二 次

17、電子信號(hào)圖像質(zhì)量如次電子信號(hào)圖像質(zhì)量如分辨率、立體感、景深 等方面都較好。 表面形貌襯度是利用對(duì)樣品表面形貌變化敏感的物表面形貌襯度是利用對(duì)樣品表面形貌變化敏感的物 理信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)得到的一種像襯度。因?yàn)槎卫硇盘?hào)作為調(diào)制信號(hào)得到的一種像襯度。因?yàn)槎?電子信號(hào)主要來(lái)自樣品表層電子信號(hào)主要來(lái)自樣品表層50100 深度范圍；深度范圍； 它的強(qiáng)度與原子序數(shù)沒(méi)有明確的關(guān)系，但對(duì)微區(qū)刻它的強(qiáng)度與原子序數(shù)沒(méi)有明確的關(guān)系，但對(duì)微區(qū)刻 面相對(duì)于入射電子束的位向卻十分敏感；二次電子面相對(duì)于入射電子束的位向卻十分敏感；二次電子 像分辨率比較高，所以像分辨率比較高，所以適用于顯示形貌襯度。 4.2 分辨率 在特

18、定的情況下拍攝的圖象上，測(cè)量 兩亮區(qū)之間的暗間隙寬度，然后除以總放 大倍數(shù)，其最小值即為分辨本領(lǐng)。 影響分辨率的主要因素 掃描電子束斑直徑 入射電子束在樣品中的擴(kuò)展效應(yīng) 操作方式及其所用的調(diào)制信號(hào) 信號(hào)噪音比 雜散磁場(chǎng) 機(jī)械振動(dòng) 4.3 景深 掃描電子顯微鏡的景深（或焦長(zhǎng)）比較 大，成像富有立體感。所謂景深是指在焦點(diǎn) 前后各有一個(gè)容許彌散圓，這兩個(gè)彌散圓之 間的距離就叫景深，即：在被攝主體(對(duì)焦點(diǎn)) 前后，其影像仍然有一段清晰范圍的，就是 景深景深。 景深示意圖 掃描電子顯微鏡的景深 5 樣品制備 掃描電子顯微鏡的樣品制備方法非常簡(jiǎn)便。對(duì)于導(dǎo)電性材 料來(lái)說(shuō)，除要求尺寸不得超過(guò)儀器規(guī)定的范圍外，

19、只要用導(dǎo)電 膠把它粘貼在銅或鋁制的樣品座上，即可放到掃描電子顯微鏡 中直接進(jìn)行觀察。對(duì)于導(dǎo)電性較差或絕緣的樣品來(lái)說(shuō)，由于在 電子束作用下會(huì)產(chǎn)生電荷堆集，影響人射電子束斑形狀和樣品 發(fā)射的二次電子運(yùn)動(dòng)軌跡，使圖像質(zhì)量下降。因此，這類樣品 粘貼到樣品座之后要進(jìn)行噴鍍導(dǎo)電層處理。通常采用二次電子 發(fā)射系數(shù)比較高的金、銀或碳真空蒸發(fā)膜做導(dǎo)電層，膜厚控制 在200m左右。形狀比較復(fù)雜的樣品在噴鍍過(guò)程中要不斷旋轉(zhuǎn)， 才能獲得較完整和均勻的導(dǎo)電層。 Sputter Coater A sputter coater coats the sample with gold atoms. The purpose is

20、 to make non- metallic samples electrically conductive. 在實(shí)際分析中可能遇到各種類型的斷口，如試樣 斷口和故障構(gòu)件斷口。試樣斷口表面一般比較清潔， 可以直接放到儀器中去觀察；而構(gòu)件斷口表面的狀況 則取決于服役條件，可能有沾污或銹班，那些在高溫 或腐蝕性介質(zhì)中斷裂的斷口往往被一層氧化或腐蝕產(chǎn) 物所覆蓋。該覆蓋層對(duì)構(gòu)件斷裂原因的分析是有價(jià)值 的。倘若它們是在斷裂之后形成的，則對(duì)斷口真實(shí)形 貌的顯示不利，甚至還會(huì)引起假象。所以這類覆蓋物 同樣必須予以清除。如果沾污情況并不嚴(yán)重，用塑料 膠帶或醋酸纖維薄膜干剝幾次可以將其除去，否則應(yīng) 該用適當(dāng)?shù)挠?/p>

21、機(jī)或無(wú)機(jī)試劑進(jìn)行清洗。 昆蟲(chóng)的掃描電鏡照片昆蟲(chóng)的掃描電鏡照片 Molybdenum trioxide crystals (三氧化鉬晶體) 海底生物 紅血球紅血球 腺體腺體 “癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)” （“Cancer Cell Movement”）；作者：）；作者： 安妮安妮偉斯頓（偉斯頓（Anne Weston）。）。 安妮是安妮是 一名醫(yī)學(xué)研究人員，一名醫(yī)學(xué)研究人員， 她是利用一臺(tái)電子顯她是利用一臺(tái)電子顯 微鏡拍攝到上面這張微鏡拍攝到上面這張 照片的。當(dāng)癌細(xì)胞慢照片的。當(dāng)癌細(xì)胞慢 慢慢“爬進(jìn)爬進(jìn)”一個(gè)試驗(yàn)一個(gè)試驗(yàn) 室過(guò)濾器上的小孔時(shí)，室過(guò)濾器上的小孔時(shí)， 安妮拍下了照片，以安妮拍下了照片，以

22、 闡明癌細(xì)胞是如何運(yùn)闡明癌細(xì)胞是如何運(yùn) 動(dòng)的。動(dòng)的。 作者：大衛(wèi)作者：大衛(wèi)麥卡錫麥卡錫 （David McCarthy） 照片的作者大衛(wèi)照片的作者大衛(wèi)麥卡麥卡 錫是倫敦藥劑學(xué)校的錫是倫敦藥劑學(xué)校的 一位研究人員。他使一位研究人員。他使 用一臺(tái)電子顯微鏡拍用一臺(tái)電子顯微鏡拍 下了一個(gè)胡椒子和一下了一個(gè)胡椒子和一 粒海鹽的特寫照片，粒海鹽的特寫照片， 讓人們清楚地看到了讓人們清楚地看到了 這兩種生活中常見(jiàn)的這兩種生活中常見(jiàn)的 物體的真實(shí)構(gòu)造。物體的真實(shí)構(gòu)造。 鵝的羽毛 海鹽晶體 食鹽晶體 貓身上的跳蚤 蒼蠅 球桿菌，呼吸系統(tǒng)疾病的病原 背反射電子像背反射電子像 背反射電子是被樣品背反射電子是被樣品

23、 原子反射回來(lái)的人射電原子反射回來(lái)的人射電 子。實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)入射子。實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)入射 電子能量在電子能量在 1040 keV范圍時(shí)，樣品背散范圍時(shí)，樣品背散 射系數(shù)射系數(shù) 隨元素原子序隨元素原子序 數(shù)數(shù)Z的增大而增加，如的增大而增加，如 下圖所。下圖所。 這主要是因?yàn)榇蠼嵌葟椥陨⑸潆S原子序數(shù)增大而這主要是因?yàn)榇蠼嵌葟椥陨⑸潆S原子序數(shù)增大而 增加。例如碳原子序數(shù)增加。例如碳原子序數(shù)Z 6，背散射系數(shù)，背散射系數(shù) 10 ，鈾原子序數(shù)，鈾原子序數(shù)Z92，背散射系數(shù)，背散射系數(shù) 50。 對(duì)于對(duì)于 Z40的元素，背散射系數(shù)隨原子序數(shù)的變的元素，背散射系數(shù)隨原子序數(shù)的變 化較為明顯；例如在化較為明顯；例如

24、在Z20附近，原子序數(shù)每變附近，原子序數(shù)每變 化化1，引起背散射系數(shù)變化約為，引起背散射系數(shù)變化約為5。由于背散射。由于背散射 電子信號(hào)強(qiáng)度人與電子信號(hào)強(qiáng)度人與 成正比，背散射電子信號(hào)強(qiáng)成正比，背散射電子信號(hào)強(qiáng) 度隨原子序數(shù)度隨原子序數(shù)Z增大而增大，樣品表面上平均原增大而增大，樣品表面上平均原 子序數(shù)較高的區(qū)域，產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào)，在背散射子序數(shù)較高的區(qū)域，產(chǎn)生較強(qiáng)的信號(hào)，在背散射 電子像上顯示較亮的襯度。因此可以根據(jù)背散射電子像上顯示較亮的襯度。因此可以根據(jù)背散射 電子像（成分像）亮暗村度來(lái)判斷相應(yīng)區(qū)域原子電子像（成分像）亮暗村度來(lái)判斷相應(yīng)區(qū)域原子 序數(shù)的相對(duì)高低，對(duì)金屬及其合金進(jìn)行顯微組織序數(shù)的相對(duì)高低，對(duì)金屬及其合金進(jìn)行顯微組織 的分析的分析。 (a) 二次電子像 (b)背射電子像 掃描電子顯微鏡像襯度主要是利用樣品表面微掃描電子顯微鏡像襯度主要是利用樣品表面微 區(qū)特征（如形貌、原子序數(shù)或化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)區(qū)特征（如形貌、原子序數(shù)或化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu) 或位向等）的差異，在電子束作用下產(chǎn)生不同強(qiáng)度或位向等）的差異，在電子束作用下產(chǎn)