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西
安
理
工
大
学
结
课
论
文
课程名称：
材料现代分析方法
代课教师：
卢正欣
姓名：
李晨薇
专业：
材料加工工程
学号
：
1208050399
目录
摘要
...................... ...............................
1
第
1
章扫描电子显微镜构造及原理
...........................
2
1.1
构造
..............................................
2
1.2
工作原理
..........................................
2
第
2
章材料的组织形貌观察
.................................
4
2.1
断口分析
..........................................
4
2.2
镀层表面形貌分析和深度检测
.
........................
4
2.3
微区化学成分分析
.
..................................
4
第
3
章
SEM
的缺陷
........................................
6
第
4
章结论
..... ..........................................
7
I
扫描电子显微镜的原理及其在材料上的应用
摘要
20
世纪
60
年代中期扫描电子显微镜（
SEM
）的出现，使人类观察微小 物质
的能力有了质的飞跃。相对于光学显微镜，
SEM
在 分辨率、景深及微分析等方
面具有巨大优越性，因而发展迅速，应用广泛。随着科学技术
的发展，使
SEM
的性能不断提高，使用的范围也逐渐扩大。
近年来，随着现代科学技术的不断发展，相继开发了环境扫描电子显微镜
（
ESEM
）
、扫描隧道显微镜（
STM
）
、原子力显微镜（
AFM
）等其他一些新 的电
子显微技术，
这些技术的出现，
显示了电子显微技术 近年来自身得到了巨大的发
展，
尤其是大大扩展了电子显微技术的适用范 围和应用领域。
在材料科学中的应
用使材料科学研究得到了快速发展，取
得了许多新的研究成果。
1
第
1
章扫描电子显微镜构造及原理
1.1
构造
扫描电子显微镜由
以下基本部分组成（如
图
1-1
所示）
：
产生电子束的柱形镜筒，
电子束
与样品发生相互作用的样
品室，检测样品室所
产生信号的探头，以及将信号变图像的数据处
理与显示系统。
镜筒顶端电子枪发射出的电子由静电场
引导，沿镜筒向下加速。在镜筒中，通过一系
列电磁透镜将电子束聚焦并射向
样品。靠近镜
筒底部，在样品表面上方，扫描线圈使电子束
以光
栅扫描方式偏转。最后一级电磁透镜把电
子束聚焦成一个尽可能小的斑点射入样品，
从而激发出各种成像信号，
其强弱随
样品表面的形貌和组成元
素不同而变化。
仪器
（具有数字成像能力）
将探头送来
< p>的信号加以处理并送至显示屏，
即可显示出样品表面各点图像。
图< /p>
1-1
扫描电子
显微镜结构原理框图
1.2
工作原理
扫描电镜是在
加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集
成细小的电子束。
激发出各种信息，
通过这些信息的接收、
放大和显示成像，
以便对试样表面进行分析。
入射电子与试样相互作用 产生如表
一所示的信息种类。
表一扫描电镜中主要信号及其功能
收集信号类别
二次电子
背散射电子
特征
X
射线
俄歇电子
功能
形貌观察
成分分析
成分分析
成分分析
这些信息的二维强度分布随试样表面的
特征面变（这些特征有表面形貌、
成分、晶体
取向、电磁特性等）
，是将各种探测器收集到
的信息按顺序、成比率地转换成视频信号，在
传送到同步扫描的显像管并调制其
亮度，
就可
2