第四章 扫描电子显微镜和电子探针：扫描电子显微镜是利用聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的。电子探针的主要功能是进行微区成分分析。电子探针常作为附件安装在扫描电镜上，以满足在同一台仪器上进行组织形貌、晶体结构和微区成分三位一体同位分析的需求。4.1电子束与固体样品相互作用产生的信号:固体样品在电子束的轰击下会产生各种信号。背散射电子产生于样品表层几百纳米的深度范围，产额随样品平均原子序数增大而增大，可提供原子序数衬度。吸收电子产生于样品表层约1um的深度范围，产额随样品平均原子序数增大而减小，可提供原子序数衬度。二次电子产生于样品表层5~10nm的深度范围，产额对样品表面形貌非常敏感，可提供表面形貌衬度。特征X射线产生于样品表层约1mm的深度范围，能量或波长与样品中元素的原子序数有对应关系，强度随对应元素含量增多而增大。[单选题]能谱仪可作为附件安装在扫描电子显微镜和透射电子显微镜上,进行微观组织、晶体结构和化学成分三位一体的原位分析。（ ）选项:[错, 对]
4.2扫描电子显微镜的构造和工作原理:扫描电子显微镜的三个基本组成部分：电子光学系统(镜筒)、信号收集和图像显示和记录系统、真空系统。电子光学系统（镜筒）包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。样品上入射电子束和显像管中的电子同步扫描，荧光屏上每一像点的亮度，对应于样品相应位置的信号强度。为了保证扫描电子显微镜光学系统的正常工作，对镜筒内的真空度有一定的要求。
4.3扫描电子显微镜的主要性能:扫描电子显微镜的分辨率和放大倍数。扫描电镜的分辨率的高低与检测的信号种类有关。不同信号产生于样品的深度范围不同。各种信号成像分辨率随着信号产生的深度范围增大而下降。二次电子像的分辨率最高，习惯用二次电子像分辨率作为扫描电镜分辨率指标。
4.4表面形貌衬度原理及其应用:二次电子成像原理及其应用。二次电子像中像点的亮度取决于对应样品位置二次电子的产额，而二次电子产额对样品微区表面的取向非常敏感。二次电子像主要应用于断口分析、样品表面形貌观察、材料变形与断裂动态过程的原位观察等。
4.5原子序数衬度原理及其应用:背散射电子衬度和吸收电子衬度原理及其应用。背散射电子的产额随原子序数增大而增大。利用背散射电子成像时，不同物相显示不同的亮度。对应样品中平均原子序数大的区域图像较亮，对应样品中平均原子序数小的区域图像较暗。吸收电子的产额与背散射电子相反，随样品原子序数增大而减小，故吸收电子像衬度与背散射电子像衬度相反。原子序数衬度主要用于分析相的组成、形状、尺寸及其分布。
4.6电子探针仪的结构与工作原理:电子探针整体结构与扫描电镜基本相同。电子探针利用探测器接收样品的特征X射线信号，进行微区成分定性与定量分析。电子探针的信号检测系统是X射线谱仪。电子探针包括波谱仪和能谱仪。波谱仪和能谱仪的工作原理和特点。
4.7电子探针仪的分析方法及应用:电子探针在显微成分分析中的工作方式有定点分析、线分析和面分析三种。点分析主要用于物相的元素组成分析，结合定量分析结果，为物相鉴定提供依据。线分析主要用于研究各类界面处的元素扩散。主要用于研究显微组织中元素的浓度分布，也可用于显示组物相的形貌和分布。
4.1电子束与固体样品相互作用产生的信号:固体样品在电子束的轰击下会产生各种信号。背散射电子产生于样品表层几百纳米的深度范围，产额随样品平均原子序数增大而增大，可提供原子序数衬度。吸收电子产生于样品表层约1um的深度范围，产额随样品平均原子序数增大而减小，可提供原子序数衬度。二次电子产生于样品表层5~10nm的深度范围，产额对样品表面形貌非常敏感，可提供表面形貌衬度。特征X射线产生于样品表层约1mm的深度范围，能量或波长与样品中元素的原子序数有对应关系，强度随对应元素含量增多而增大。
4.2扫描电子显微镜的构造和工作原理:扫描电子显微镜的三个基本组成部分：电子光学系统(镜筒)、信号收集和图像显示和记录系统、真空系统。电子光学系统（镜筒）包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室。样品上入射电子束和显像管中的电子同步扫描，荧光屏上每一像点的亮度，对应于样品相应位置的信号强度。为了保证扫描电子显微镜光学系统的正常工作，对镜筒内的真空度有一定的要求。
4.3扫描电子显微镜的主要性能:扫描电子显微镜的分辨率和放大倍数。扫描电镜的分辨率的高低与检测的信号种类有关。不同信号产生于样品的深度范围不同。各种信号成像分辨率随着信号产生的深度范围增大而下降。二次电子像的分辨率最高，习惯用二次电子像分辨率作为扫描电镜分辨率指标。
4.4表面形貌衬度原理及其应用:二次电子成像原理及其应用。二次电子像中像点的亮度取决于对应样品位置二次电子的产额，而二次电子产额对样品微区表面的取向非常敏感。二次电子像主要应用于断口分析、样品表面形貌观察、材料变形与断裂动态过程的原位观察等。
4.5原子序数衬度原理及其应用:背散射电子衬度和吸收电子衬度原理及其应用。背散射电子的产额随原子序数增大而增大。利用背散射电子成像时，不同物相显示不同的亮度。对应样品中平均原子序数大的区域图像较亮，对应样品中平均原子序数小的区域图像较暗。吸收电子的产额与背散射电子相反，随样品原子序数增大而减小，故吸收电子像衬度与背散射电子像衬度相反。原子序数衬度主要用于分析相的组成、形状、尺寸及其分布。
4.6电子探针仪的结构与工作原理:电子探针整体结构与扫描电镜基本相同。电子探针利用探测器接收样品的特征X射线信号，进行微区成分定性与定量分析。电子探针的信号检测系统是X射线谱仪。电子探针包括波谱仪和能谱仪。波谱仪和能谱仪的工作原理和特点。
4.7电子探针仪的分析方法及应用:电子探针在显微成分分析中的工作方式有定点分析、线分析和面分析三种。点分析主要用于物相的元素组成分析，结合定量分析结果，为物相鉴定提供依据。线分析主要用于研究各类界面处的元素扩散。主要用于研究显微组织中元素的浓度分布，也可用于显示组物相的形貌和分布。
[多选题]电子束与固体样品相互作用产生的信号中，能产生表面形貌衬度的有（ ）。 选项:[吸收电子
, 俄歇电子
, 二次电子
, 背散射电子
]
[单选题]扫描电子显微镜的分辨率的主要影响因素有（ ）。 选项:[样品的表面形貌
, 样品的厚度
, 检测信号的种类
, 样品的组成
]
[多选题]扫描电镜二次电子像提供的表面形貌衬度应用极其广泛，主要包括（ ）。选项:[断口分析
, 磨损及腐蚀分析
, 粉末形貌分析
, 金相分析
]
[单选题]能谱仪的元素分析范围比波谱仪更大。（ ） 选项:[错, 对]
[多选题]电子束与固体样品相互作用产生的信号中，能产生表面形貌衬度的有（ ）。 选项:[二次电子
, 俄歇电子
, 吸收电子
, 背散射电子
]
[单选题]扫描电子显微镜的分辨率的主要影响因素有（ ）。 选项:[样品的表面形貌
, 检测信号的种类
, 样品的组成
, 样品的厚度
]
[多选题]扫描电镜二次电子像提供的表面形貌衬度应用极其广泛，主要包括（ ）。选项:[磨损及腐蚀分析
, 断口分析
, 粉末形貌分析
, 金相分析
]
[单选题]能谱仪的元素分析范围比波谱仪更大。（ ） 选项:[错, 对]
[单选题]能谱仪可作为附件安装在扫描电子显微镜和透射电子显微镜上,进行微观组织、晶体结构和化学成分三位一体的原位分析。（ ）选项:[对, 错]
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