材料组织结构的表征——课堂练习整理

1、课堂练习11）根据TEM理论分辨本领极限公式，为获得更高分辨本领，仪器应朝什么方向发展？2）TEM的分辨率为0.2nm，有效放大倍率是多少？3）为什么TEM荧光屏清晰的图像在距离荧光屏20cm处的照相底片或更远的CCD上仍然是清晰的？也就是说TEM的焦深是多少？（焦深 表示成像平面的清晰深度）解答1一、根据理论分辨本领极限公式：提高分辨率的两个途径：1）提高加速电压，获得更短的电子波长，这就是超高压TEM。下图是由JEOL建造的第一台1250Kv超高压电镜。分辨率为0.1nm，价格昂贵！1.2 413sACAd/min解答12）减小球差系数。现在的球差校准器可使球差系数从正值到零再到负值连续变

2、化.在德国Juelich研究中心的200kV Philips CM 200FEGST TEM装入球差校准器后，分辨率从0.24nm提高到0.13nm。图6.65 物镜球差校正系统示意图。f0为物镜的焦长，f为传递透镜焦长，N0，N1，N2为交结面，也是传递双合透镜系统的外无彗散平面 解答2二、TEM的有效放大倍率（Meff）： Meff=d（明视距离的分辨线间距）/d(仪器分辨率） =0.2mm/0.2nm=1000000(一百万倍！） 仪器通常不在一百万倍下观察，因为太高的倍率，图像亮度低（因为亮度与图像放大倍率成反比），故在几十万倍下利用观察室旁边的10倍放大镜进行观察，如果最小细节能观察

3、到，照相底片经过放大也能观察到。现在用CCD可直接在大于100万倍下观察。 d=0.1mm, 则 Meff=500000（倍）解答3我们经常使用小孔经光阑，不仅可以有效减小球差，而且可以获得大的焦深( depth of focus)和场深( depth of field)。场深（ ）表示物体(样品)空间内物体清晰的深度，而焦深 ( )表示成像平面的清晰深度, 如图所示。obobobdD2/2/tanobobobobDd2/2/tanimimimimDd解答3横向放大倍率（简称放大倍率）就是而角放大倍率是由于两个放大倍率成反比：由此得到焦深的表达式：从上式可知， 如果需保持0.2 nm (或 2

4、nm) 的细节可见, 则需 500,000(或 50,000)的放大倍率, 因而焦深是5 km (或5m)! 这就解释了为什么我们能用CCD或底片照相机在远离观察荧屏之处拍摄到聚焦的清晰图像。（dob=0.2nm，ob=0.01弧度） 课堂练习21）在Ewald球中画出 时入射电子束与衍射晶面的相对位置。2) 从结构因子计算可知，面心立方晶体（001）晶面不能产生衍射，而（002）晶面能产生衍射，请从Bragg公式的推导来论证上述的结论。S0, 0; S0,0解答1）解答2）课堂练习31）利用位错衍衬像在不同条件下位于实际位错位置的不同的一侧，请鉴别位错偶和超点阵位错对。（提示：位错偶是在两个平行滑移面上伯氏矢量符号相反的两个位错；位错对是在同一滑移面上伯氏矢量符号相同的两个位错）2）推导书中（18-16）公式（p259）解答1成对超点阵位错像间距不随S符号改变解答2课堂练习41）在三种不同织构取向下EBSD测得220极图如下 ：请确定三种织构取向。 课堂练