背散射电子(扫描电子显微镜可以观察到哪些组织)

背散射电子，扫描电子显微镜可以观察到哪些组织？

对于形貌成像：主要信号是二次电子，背散射电子

也有使用吸收电流成像，是比较特殊的应用，往往用于专门材料检测。

对于成分分布成像：背散射电子，阴极荧光，元素特征X射线。

扫描电镜的优点是，①有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析，因此它是当今十分有用的科学研究仪器。

测量厚度为丝的仪器是什么？

厚度很薄的，一般在数十埃至几微米范围内的。为适应各种成分和结构的薄层的测厚要求，已研制成各种测量设备。比如真尚有的传感器zlds100。例如，采用比色法、干涉条纹法以及椭偏术等测量各种透明薄膜；采用磨角染色法、层错法、红外光反射法以及背散射技术等检验外延层厚度、扩散层和离子注入层的深度；采用间接干涉法和台阶仪等测量金属膜和多晶硅的厚度等。

电子束和固体样品作用时会产生哪些信号？

电子束与固体样品作用时产生的信号。它包括：背散射电子、二次电子、吸收电子、透射电子、特征x射线、俄歇电子。除了以上六种信号外，固体样品中还会产生例如阴极荧光、电子束感生效应等信号，经过调制后也可以用于专门的分析。

背散射电子(BSE)背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分人射电子，其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。弹性背散射电子是指被样品中原子核反弹回来的，散射角大于90度的那些人射电子，其能量没有损失(或基本上没有损失)。由于入射电子的能量很高，所以弹性背散射电子的能量能达到数千到数万电子伏。非弹性背散射电子是入射电子和样品核外电子撞击后产生的非弹性散射，不仅方向改变，能量也有不同程度的损失。如果有些电子经多次散射后仍能反弹出样品表面，这就形成非弹性背散射电子。非弹性背散射电子的能量分布范围很宽，从数十电子伏直到数千电子伏。从数量上看，弹性背散射电子远比非弹性背散射电子所占的份额多。背散射电子来自样品表层几百纳米的深度范围。由于它的产额能随样品原子序数增大而增多，所以不仅能用作形貌分析，而且可以用来显示原子序数衬度，定性地用作成分分析。弹性背散射电子和非弹性背散射电子的比较见表下。

2．二次电子(SE)

在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。这是一种真空中的自由电子。一由于原子核和外层价电子间的结合能很小，因此外层的电子比较容易和原子脱离，使原子电离。一个能量很高的入射电子射人样品时，可以产生许多自由电子，这些自由电子中90%是来自样品原子外层的价电子。

二次电子的能量较低，一般都不超过8X10-19J(50eV)。大多数二次电子只带有几个个电子伏的能量。在用二次电子收集器收集二次电子时，往往也会把极少量低能量的非弹性背散射电子一起收集进去。事实上这两者是无法区分的。

二次电子一般都是在表层5~10nm深度范围内发射出来的，它对样品的表面形貌十分敏感，因此，能非常有效地显示样品的表面形貌。二次电子的产额和原子序数之间没有明显的依赖关系，所以不能用它来进行成份分析。

3．吸收电子

入射电子进入样品后，经多次非弹性散射能量损失殆尽(假定样品有足够的厚度没有透射电子产生)，最后被样品吸收。若在样品和地之间接人一个高灵敏度的电流表，就可以测得样品对地的信号，这个信号是由吸收电子提供的。

人射电子束和样品作用后，若逸出表面的背散射电子和二次电子数量越少，则吸收电子信号强度越大。若把吸收电子信号调制成图像，则它的衬度恰好和二次

电子或背散射电子信号调制的图像衬度相反。

当电子束入射一个多元素的样品表面时，由于不同原子序数部位的二次电子产额基本上是相同的，则产生背散射电子较多的部位(原子序数大)其吸收电子的数量就较少，反之亦然。因此，吸收电子能产生原子序数衬度，同样也可以用来进行定性的微区成分分析。

4．透射电子

如果被分析的样品很薄，那么就会有一部分人射电子穿过薄样品而成为透射电子。这里所指的透射电子是采用扫描透射操作方式对薄样品成像和微区成分分析时形成的透射电子。这种透射电子是由直径很小(<10nm)的高能电子束照射薄样品时产生的，因此，透射电子信号是由微区的厚度、成分和晶休结构来决定。透射电子中除了有能量和入射电子相当的弹性散射电子外，还有各种不同能量损失的非弹性散射电子，其中有些遭受特征能量损失△E的非弹性散射电子(即特征能量损失电子)和分析区域的成分有关，因此，可以利用特征能量损失电子配合电子能量分析器来进行微区成分分析。

5．特征x射线(X-ray)

当样品原子的内层电子被人封电子激发或电离时，原子就会处于能量较高的激发状态，此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺，从而使其有特征能蛋的X射线释放出来。

根据莫塞莱定律，如果我们用X射线探测器测到了样品微区中存在某一种特征波长，就可以判定这个微区中存在着相应的元素。6．俄歇电子(AES)

在入射电子激发样品的特征X射线过程中，如果在原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量并不以X射线的形式发射出去，而是用这部分能量把空位层内的另一个电子发射出去(或使空位层的外层电子发射出去)，这个被电离出来的电子称为俄歇电子.

俄歇电子的平均自由程很小(1nm左右)，而只有在距离表面层1nm左右范围内(即几个原子层厚度)逸出的俄歇电子才具备特征能量，因此俄歇电子特别适用做表面层成分分析。综上所述，如果使样品接地保持电中性，那么入射电子激发固体样品产生的四种电子信号强度与入射电子强度i0之间满足以下关系：

式中ib——背散射电子信号强度;

is——二次电子信号强度；

ia——吸收电子(或样品电流)信号强度；

it——透射电子信号强度。

奥氏体可塑性？

奥氏体是存在于很多钢的组织结构形式。正是由于奥氏体具有的易加工、易切削、易锻造、良好的可塑性等组织结构特点，使得奥氏体不锈钢被广泛用于生产各种棒材、锻件、铸件、钢板、钢管、钢丝、钢带等等产品。奥氏体在变形过程中会部分发生马氏体相变，所以奥氏体含量及转变量会直接影响到材料强度和延伸率的提高程度。这其中转变量主要由奥氏体形态种类决定。因此，对钢中的奥氏体进行定性定量分析，可以帮助我们了解材料的性能及服役周期、进行寿命评估等情况。

奥氏体主要分为稳定奥氏体、过冷奥氏体、残余奥氏体、逆转奥氏体。这其中，残余奥氏体是所有淬火硬化钢中普遍存在的显微组织形式，钢中存在残余奥氏体虽然可以缓冲淬火应力，吸收部分形变能，起到减振和提高疲劳寿命的作用，但是同时也会降低钢件的淬火硬度、强度、耐磨性、疲劳强度等性能。此外残余奥氏体属于不稳定相，一定条件想容易转变为马氏体，而且造成工具变形或开裂。中低碳钢、中低碳低合金钢通常会对奥氏体进行定性定量分析。尤其是一些低合金高强度的钢会对残余奥氏体十分重视。

奥氏体定性定量可以依据行业标准YB/T 5338-2019《钢中奥氏体定量测定 X射线衍射仪法》执行。标准中给出的 X射线衍射仪法有很多，如单晶法、多晶法和双晶法。晶体的Ｘ射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换，每种晶体的结构与其Ｘ射线衍射图之间都有着一一对应的关系，其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化，这就是Ｘ射线衍射物相分析方法的依据。YB/T 5338-2019主要给出的是转靶多晶体X射线衍射方法。无组织结构或弱组织结构等没有取向比的钢试样可以采用五线六对法测定，全谱拟合法适合测定所有的钢。

这里全谱拟合法虽然适用各种钢的奥氏体测定。但是由于对形态无法表征，而且拟合过程复杂费时，对操作人员技能及经验都要求比较高，而且拟合结果也可能会因为人员不同而差异较大。所以全谱拟合法还是适用那些取向较强的钢。那么对于无取向钢中的残余奥氏体，我们推荐可以使用背散射电子衍射法进行测量。微束分析的背散射电子衍射法不受取向影响，可以对奥氏体形态准确表征，尤其是对低合金高强度钢具有重要指导意义。