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1.透射电镜的结构原理 （3） 供电系统 透射电镜需要两部分电源：一是供给 电子枪的高压部分，二是供给电磁透镜的 低压稳流部分。
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2.透射电镜的主要性能
分辨率 放大倍数 加速电压
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2.透射电镜的主要性能
技术参数 ： （1）晶格分辨率：0.20nm （2）加速电压40kV～120kV （3）电子枪：冷束电子枪 （4）灯丝：钨灯丝或LaB6灯丝 （5）放大倍数：50～1,200,000 （6）样品台：标配五轴马达驱动 样品台 （7）样品移动范围： X/Y,2mm;Z,1mm;最大倾斜角， ±70度
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2.透射电镜的主要性能
（1）分辨率 分辨率是透射电镜的最主要性能指标，它表征电 镜显示亚显微组织、结构细节的能力。两种指标： 点分辨率—表示电镜所能分辨的两点之间的最
小距离；
线分辨率—表示电镜所能分辨的两条线之间的
最小距离，通常通过拍摄已知晶体的晶格象来
测定，又称晶格分辨率。
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§7-4.复型技术（质厚衬度原理） （1）概述 衬度：是指试样不同部位由于对入射电子作用不同， 经成象放大系统后，在显示装置上（图象）显示的强 度差异。 透射电镜图象衬度包括： 振幅衬度：是由于离开试样下表面的电子，部分 被物镜光阑挡掉不能参与成象造成的，是揭示试 样20 Å细节的主要机制。 ①散射衬度（质量厚度衬度） ②衍射衬度
（3）加速电压 电镜的加速电压是指电子枪的阳极相对于阴 极的电压，它决定了电子枪发射的电子的波 长和能量。 加速电压高，电子束对样品的穿透能力强， 可以观察较厚的试样，同时有利于电镜的分 辨率和减小电子束对试样的辐射损伤。 目前普通透射电镜的最高加速电压一般为 100kV和200kV，通常所说的加速电压是指可 达到的最高加速电压。
20nm聚乙烯醇缩甲醛膜（PVF）
薄膜试样制备法
1)取试样，磨平面，粘玻璃 2）磨60um以下，卸玻璃 3）切圆片，粘铜圈，离子减薄。
离子减薄技术
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透射电子显微镜的观测内容
★表面起伏状态所反映的微观结构问题；
★观测颗粒的形状、大小及粒度分布；
★观测样品各个部分电子射散能力的差异； ★晶体结构的鉴定及分析。
第七章 透射电镜（TEM）
透射电镜的结构原理 透射电子显微镜的观测内容 复型技术（质厚衬度原理） 射透电镜的主要性能 透射电子显微镜样品制备
120kV高衬度透射电子显微镜 （High contrast TEM）
300kV场发射透射电子显微镜 （FE Transmission Electron Microscope ）
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§7-3.透射电子显微镜样品制备
对样品的一般要求 1）样品必须很薄，使电子束能够穿透，一般厚度为 100～200nm左右； 2）样品需置于直径为2～3mm的铜制载网上，网上附 有支持膜； 3）样品应是固体，不能含有水分及挥发物；
4）样品应有足够的强度和稳定性，在电子线照射下
不至于损坏或发生变化； 5）样品及其周围应非常清洁，以免污染。
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相位衬度：是试样内各点对入射电子作用不 同，导致它们在试样出口表面上相位不一，经 成象放大系统让它们重新组合，使相位差转换 成强度差而形成的，是揭示 10 Å物体细节的 主要机制（如结构象、原子象等）。 明场BF成像：透射束强度强弱成像 暗场DF成像：衍射束强度强弱成像
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阴极、阳极和控制极决定着电子发射的数目及 其动能，因此，人们习惯上把它们通称为“电 子枪”。 ④聚光镜：由于电子之间的斥力和阳极小孔的发散 作用，电子束穿过阳极小孔后，又逐渐变粗， 射到试样上仍然过大。聚光镜就是为克服这种 缺陷加入的，它有增强电子束密度和再一次将 发散的电子会聚起来的作用。
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（2）样品减薄技术
复型技术只能对样品表面性貌进行复制，不能揭
示晶体内部组织结构信息。
用于透射电镜观察式样的要求是： 它的上下底面应该大致平行，厚度应在50-500nm， 表面清洁。
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透射电子显微镜样品制备
样品减薄技术可以克服上述缺点，它的特点：
1）可以最有效地发挥电镜的高分辨率本领；
图象衬度反映了试样上各部位的厚度差异，在明场象 中，暗的部位对应的试样厚，亮的部位对应的试样薄。 与物质密度的关系：试样中不同的物质或者不同的聚集状 态，其密度一般不同，也可形成图象的反差，但这种反差 一般比较弱。
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敬请批评指正 谢 谢！
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透射电子显微镜样品制备
图 塑料（火棉胶）一级复型
图
碳膜一级复型
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透射电子显微镜样品制备
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透射电子显微镜样品制备 二级复型
----在塑料一级复型上再 制作碳复型，就是一种二 级复型。
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透射电子显微镜样品制备
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透射电子显微镜样品制备
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1.透射电镜的结构原理
放大倍数 透射电子显微镜中，物镜、中间镜，总的放大倍数就 是各个透镜倍率的乘积。 M = M0 ×Mi ×Mp
式中：M0--物镜放大倍率，数值在50-100范围； Mi----中间镜放大倍率，数值在0-20范围；Mp---投影 镜放大倍率，数值在100-150范围，总的放大倍率M在 1000-200,000倍内连续变化。
b）质量衬度（密度衬度）----密度差异而造成的衬度。
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I0
A B
I0 试样 电磁 透镜 物镜 光阑
IB
IA
A'(IA)
B'(IB)
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（3）图象衬度与试样参数的关系
与原子序数的关系：物质的原子序数越大，散射电子的能 力越强，在明场象中参与成象的电子越少，图象上相应位 置越暗。 与试样厚度的关系：设试样上相邻两点的物质种类和结构 完全相同，只是电子穿越的厚度不同，则
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1.透射电镜的结构原理
③中间镜和投影镜：中间镜和投影镜和物镜相似， 但焦距较长。 近代电镜一般都有两个中间镜、两个投影镜。30 万倍以上成象时，物镜、两个中间镜和两个投影镜 同时起放大作用。低倍时，关掉物镜，第一个中间 镜对试样进行第一次成象，这样因为物距加长，加 之改变投影镜的电流，总的放大倍数可在一千倍以 下。
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2.透射电镜的主要性能
点分辨率和线分辨率的测量照片
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2.透射电镜的主要性能 （2）放大倍数
透射电镜的放大倍数是指电子图象对于所 观察试样区的线性放大率。目前高性能透 射电镜的放大倍数变化范围为100倍到 100万倍。
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2.透射电镜的主要性能
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反差为：IA/IB
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（2）质厚衬度原理 1）成象原理 概念 入射电子进入试样后，与试样原子的原子核和核外电子 发生相互作用，使入射电子发生散射： 弹性散射——入射电子与原子核的作用主要发生弹性 散射，只发生方向变化而能量不变。 非弹性散射——入射电子与核外电子的作用主要发生 非弹性散射，其方向和能量均发生变化。 散射衬度（质厚衬度）----由于试样上各部位对电子的散 射能力不同所形成的衬度。主要用于分析复型成象和粉末 试样成象。
2）用金相砂纸研磨，把薄块减薄到0.1mm-0.05mm 左右的薄片。为避免严重发热或形成应力，可 采用化学抛光法。
3）用电解抛光，或离子轰击法进行最终减薄，在
孔洞边缘获得厚度小于500nm的薄膜。
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透射电子显微镜样品制备
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透射电子显微镜样品制备 陶瓷材料制备方法 颗粒试样制备法
3）显象部分 这部分由观察屏和照相机组成。
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1.透射电镜的结构原理
（2）真空系统 为了保证电子在整个通道中只与样品发生相 互作用，而不与空气分子碰撞，因此，整个电子 通道从电子枪至照相底板盒都必须置于真空系统 之内。 如果真空度不够，就会出现下列问题： 1）高压加不上去 2）成象衬度变差 3）极间放电 4）使钨丝迅速氧化，缩短寿命 电镜真空系统一般是由机械泵、油扩散泵、离 子泵、阀门、真空测量仪和管道等部分组成。
衍射衬度形成机理
衍射衬度----来源于晶体试样各部分满足布拉格反射条 件不同和结构振幅的差异（如下图）。 衍射衬度像基本类型： 明场像：采用物镜光栏将衍射束挡掉，只让透射束通 过而得到图象衬度的方法称为明场成像，所 得的图象称为明场像。 暗场像： 偏心暗场像 中心暗场像 ----用物镜光栏挡住透射束及其余衍射束，而只让一 束强衍射束通过光栏参与成像的方法，称为暗场成像， 所得图象为暗场像阑放在物镜的后焦面上，光阑孔与透镜同轴； 散射角大的电子被光阑挡住，只有与光轴平行及散射角很小 的那一部分电子可以通过光阑孔； 如图中A点比B点对电子散射能力强，则IAIB，即图象上A‘点 比B ’点暗。 质厚衬度：
a) 厚度衬度----由于样品厚度不同造成的衬度。
2）能够观察金属及其合金的内部结构和晶体缺陷，
并能对同一微区进行衍衬成像及电子衍射研究， 把形貌信息与结构信息联系起来； 3）能够进行动态观察，研究在变温情况下相变的生 核长大过程，以及位错等晶体缺陷在引力下的运
动与交互作用。
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透射电子显微镜样品制备
制备薄膜一般有以下步骤：
1）切取厚度小于0.5mm的薄块。
常用的复型材料是塑料和真空蒸发沉积碳膜，碳复型比塑
料复型要好。
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透射电子显微镜样品制备 一级复型 ----一级复型是指在试样表面的一次直接复型。 塑料（火棉胶）一级复型，相对于试样表面 来讲，是一种负复型，即复型与试样表面的 浮雕相反； 碳膜一级复型是一种正复型。