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1、显微分析技术电子显微镜第1页，本讲稿共10页基本原理及功能 原子力电子显微镜是在扫描隧道电子显微镜制造技术的基础上发展起来的。它是利用移动探针与原子间产生的相互作用力，将其在三维空间的分布状态转换成图像信息，从而得到物质表面原子及它们的排列状态。通常，把以扫描隧道和原子力电子显微镜为基础，兼带上述其他功能显微镜的仪器统称为原子力电子显微镜。第2页，本讲稿共10页扫描隧道和原子力电子显微镜一般扫描电子显微镜放大倍数为几十万倍透射电子显微镜的放大倍数可达百万倍以上扫描隧道电子显微镜的放大倍数通常可达几千万倍用用STM测量高定向热解石墨测量高定向热解石墨 应用举例 第3页，本讲稿共10页其它显微镜其
2、它显微镜LFMLFM激光力显微镜激光力显微镜MFMMFM磁力显微镜磁力显微镜BEEMBEEM弹道电子发弹道电子发射显微镜射显微镜可用于观察样品表面的起伏状态。由于其探针可用于观察样品表面的起伏状态。由于其探针离表面较远，而且观察表面起伏的最小尺寸度离表面较远，而且观察表面起伏的最小尺寸度约约5nm，因此也可用来测量表面窄缝的内部特，因此也可用来测量表面窄缝的内部特征。征。分辨率优于分辨率优于25nm，主要用于观察磁场边界、，主要用于观察磁场边界、磁场强度等，如可用于观察磁盘存贮的数据等磁场强度等，如可用于观察磁盘存贮的数据等 是由是由STM派生出来，用于研究薄居下界面性质派生出来，用于研究薄居
3、下界面性质并具有纳米空间分辨率的一种显微镜。通过并具有纳米空间分辨率的一种显微镜。通过BEEM图可以观察到界面结构以及由于界面图可以观察到界面结构以及由于界面结构的缺陷和界面双方元素的互扩散或化学作结构的缺陷和界面双方元素的互扩散或化学作用形成的电子态不均匀性状态。用形成的电子态不均匀性状态。第4页，本讲稿共10页各种电镜的比较各种电镜的比较 分辨分辨 工作环境工作环境 对试样影响对试样影响 检测深度检测深度 评价评价TEMSEMSTMAFMdd无无0.2nmdddd低低610nm0.01nm0.1nm高真空高真空高真空高真空大气大气,液液体体,真空真空中等中等小小无损无损小于小于0.2m1m
4、12原原子层子层历史历史最久最久应用应用最广最广可观察可观察原子整原子整体形貌体形貌STM的改进与发展的改进与发展第5页，本讲稿共10页电镜在高分子材料科学研究中的应用 近些年来，电镜的分辨率已达到近些年来，电镜的分辨率已达到0.1nm，电镜，电镜能够直接观察分子和一些原子。能够直接观察分子和一些原子。但一般来说，对于高分子试样，只能达到但一般来说，对于高分子试样，只能达到l-1.5nm，只有少数高分于试样能够得到高分辨率像。，只有少数高分于试样能够得到高分辨率像。这是由高分子材料的特点决定的，在高真空中，电这是由高分子材料的特点决定的，在高真空中，电子射线轰击高分子试样，使高分子受到电子损伤
5、，子射线轰击高分子试样，使高分子受到电子损伤，降解、污染。因而降低了分辨率：尽管如此，电镜降解、污染。因而降低了分辨率：尽管如此，电镜仍然是研究高分子材料的重要仪器。仍然是研究高分子材料的重要仪器。第6页，本讲稿共10页A.A.结晶性高分子结晶性高分子(1)单晶的形成与结构单晶的形成与结构(2)球晶球晶透射电镜PE单晶PEO球晶PE球晶第7页，本讲稿共10页(3)(3)串晶串晶(4)(4)伸直链结晶伸直链结晶PE串晶PE伸直链片晶第8页，本讲稿共10页（5 5）结晶的形变与热处理）结晶的形变与热处理经超声波破坏的PP结晶PE单晶热处理后的形态第9页，本讲稿共10页B B、高分子合金、高分子合金(1)(1)非均相结构非均相结构PPO/PA共混物第10页，本讲稿共10页