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引言 1

第一章 扫描电镜原理和结构概述 3

一、显微镜的发展现状 3

二、入射电子与物质相互作用 6

(一)散射现象 7

(二)入射电子和原子核的相互作用 9

(三)入射电子和核外电子的相互作用 11

(四)入射电子和晶格相互作用 17

(五)入射电子和晶体中电子云相互作用 17

(六)周期脉冲电子入射的电声效应 19

(七)总结 21

三、工作原理和仪器结构 23

(一)工作原理 23

(二)真空系统 28

(三)电子枪系统 29

(四)透镜系统 30

(五)扫描控制系统 34

(六)样品室 36

(七)检测放大系统 37

(八)信号处理和成象显示 40

(一)成象的等效几何关系 51

四、扫描电镜的成象特点和性质 51

(二)透视学上的伸长缩短效应 53

(三)逐点成象和象元的概念 54

五、构成扫描图象质量的因素和控制 56

(一)象元的数目 56

(二)信噪比 57

(三)分辨率 59

(四)焦深 63

(五)反差 64

六、扫描电镜的特点和分析模式 66

(一)特点 66

(二)分析模式 69

七、近代扫描电镜的发展和展望 71

(一)高分辨场发射扫描电镜 72

(二)高分辨分析扫描电镜 73

(三)高分辨低压扫描电镜(LVSEM) 73

(四)数字扫描电镜(DSEM) 74

(五)频闪扫描电镜(Strobo-SEM) 75

(六)环境扫描电镜(ESEM) 76

(七)应用技术 76

(八)展望 76

参考文献 78

一、概述 80

第二章 扫描电子象的衬度效应来源 80

二、基本关系和定义 81

(一)电子信息强度与入射电子强度的关系 81

(二)二次电子系数和背反射电子系数 84

(三)影响二次电子系数的因素 86

(四)影响背反射电子系数的因素 89

(五)描述信号电流的基本关系式 91

三、二次电子象 93

(一)基本定义和性质 93

(二)几何衬度 96

(三)电压(或电场)衬度 99

(四)磁畴衬度(第一类磁衬度) 101

四、背反射电子象 103

(一)基本定义和性质 103

(二)几何衬度 105

(三)物质衬度(原子序数衬度) 108

(四)磁畴衬度(第二类磁衬度) 110

(五)结晶学位向衬度 112

五、其它成象模式 114

(一)试样电流象 114

(二)感生电流象 115

(三)低损失电子象 116

(四)阴极发光象 117

六、总结 119

参考文献 121

第三章 扫描电镜的立体分析技术 122

一、概述 122

二、立体摄影术原理 123

(一)体视效应 123

(二)拍摄立体对照片的方法 124

(三)注意事项 127

三、立体对照片的复合观察 129

(一)基本原则 129

(二)在平移试样法的情况下 130

(三)在倾斜试样法的情况下 131

四、立体几何参数分析技术 132

(一)基本原理 132

(二)平移试样法 134

(三)倾斜试样法 136

五、总结和展望 142

参考文献 143

第四章 扫描电镜的结晶学分析技术 145

一、概述 145

(一)电子通道效应现象 146

二、电子通道花样分析技术(ECP) 146

(二)电子通道效应的理论解释 150

(三)获得电子通道花样的电子光学条件 152

(四)电子通道花样的测量和分析 156

(五)应用 160

三、电子背散射花样分析技术(EBSP) 162

(一)电子背散射角分布的各向异性 162

(二)获得电子背散射花样的仪器条件 165

(三)电子背散射花样的结晶学注释 166

四、反射电子衍射技术(RED) 168

(一)掠入射电子的表面衍射现象 168

(四)应用 168

(二)获得反射电子衍射的仪器条件 169

(三)反射电子衍射花样的分析 170

(四)应用 170

五、X射线柯塞尔花样分析技术(XKP) 171

(一)晶体对发散X射线束的衍射效应 171

(二)获得X射线柯塞尔花样的实验条件 173

(三)X射线柯塞尔花样的测量和分析 174

(四)应用 176

六、各种结晶学分析技术的评价 176

参考文献 178

一、概述 180

第五章 扫描电镜的成分分析技术 180

(一)基本原理 182

二、X射线波谱分析(WDS) 182

(二)X射线波谱分析系统的结构和组成 183

(三)分析模式 187

(四)分析试验中一些问题 189

三、X射线能谱分析(EDS) 196

(一)基本原理 196

(二)X射线能谱分析系统的结构和组成 199

(三)分析试验中一些问题 206

(一)基本原理和分析特点 214

四、X射线荧光谱分析(XFS) 214

(二)在样品室中X射线源的设计 216

(三)最佳工作条件的选择 217

(四)分析结果实例 218

五、应用 220

参考文献 221

第六章 扫描电镜在摩擦磨损学科研究方面的应用 222

一、概述 222

二、有关实验技术 224

(一)二次电子象的观察方法 224

(二)Y调制象的应用 229

(三)磨损表面的保存和清洗 232

(四)磨屑的收集、分散和固定方法 233

(五)斜剖面技术 237

(六)表面轮廓的定性分析和定量测量 243

(七)表面的元素组成和价态分析 248

三、扫描电镜在粘着磨损问题中的应用 252

(一)有关基本概念 252

(二)粘着磨损的影响因素 256

(三)粘着磨损的显微分析 258

(一)基本概念 262

四、扫描电镜在磨料磨损问题中的应用 262

(二)磨料磨损的影响因素 266

(三)磨料磨损表面的微观形态和分析 267

五、扫描电镜在疲劳磨损问题中的应用 276

(一)基本概念 276

(二)疲劳磨损的影响因素 281

(三)疲劳磨损的表面形态特征和分析 283

六、扫描电镜在机械零件磨损分析方面的应用 290

(一)在钻头磨损分析中的应用 290

(二)在车刀磨损分析中的应用 298

(三)在轧辊磨损分析中的应用 307

七、在磨损失效分析方面的应用概要 315

参考文献 317

第七章 扫描电镜在腐蚀学科研究方面的应用 318

一、概述 318

二、有关实验技术 325

(一)实物试样的表面处理技术 325

(二)蚀坑分析技术 330

(三)表面特征痕迹分析技术 341

(四)断裂面的表面应变分析技术 346

三、分析晶间腐蚀 354

(一)基本知识 354

(二)晶间腐蚀的微观形态特征和分析 357

四、分析应力腐蚀断裂机制 360

(一)有关基本知识 360

(二)断口的形态特征和分析 367

五、分析氢致开裂机制 379

(一)基本知识 379

(二)断口的形态特征和分析 386

六、分析腐蚀疲劳断裂机制 397

(一)基本知识 397

(二)断口的形态特征和分析 403

参考文献 408