掃描電鏡通過電子束在樣品表面周而復(fù)始的進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種信號(hào)圖像的產(chǎn)額，然后根據(jù)產(chǎn)額的多少調(diào)制成圖像。引起各種信號(hào)產(chǎn)額掃描電鏡像襯度的來源有三個(gè)方面：①試樣本身性質(zhì)(表面凹凸不平、成分差異、取向差異、表面電位差別等);②信號(hào)本身性質(zhì)(二次電子、背散射電子);③對(duì)信號(hào)的人工處理。

掃描電鏡像的襯度是什么

　　掃描電鏡圖象的襯度是信號(hào)襯度，它可定義為：根據(jù)形成的依據(jù)，掃描電鏡的襯度可分為形貌襯度，原子序數(shù)襯度和電壓襯度。

　　掃描電鏡形貌襯度是由于試樣表面形貌差異而形成的襯度。利用對(duì)試樣表面形貌變化敏感的物理信號(hào)如二次電子、背散射電子等作為顯象管的調(diào)制信號(hào)，可以得到形貌襯度像。其強(qiáng)度是試樣表面傾角的函數(shù)。而試樣表面微區(qū)形貌差別實(shí)際上就是各微區(qū)表面相對(duì)于入射束的傾角不同，因此電子束在試樣上掃描時(shí)任何二點(diǎn)的形貌差別，表現(xiàn)為信號(hào)強(qiáng)度的差別，從而在圖像中形成顯示形貌的襯度。二次電子像的襯度是掃描電鏡Z典型的形貌襯度。

　　掃描電鏡原子序數(shù)襯度是由于試樣表面物質(zhì)原子序數(shù)(或化學(xué)成分)差別而形成的襯度。利用對(duì)試樣表面原子序數(shù)(或化學(xué)成分)變化敏感的物理信號(hào)作為顯像管的調(diào)制信號(hào)，可以得到原子序數(shù)襯度圖像。背散射電子像、吸收電子像的襯度，都包含有原子序數(shù)襯度，而特征X射線像的襯度是原子序數(shù)襯度?，F(xiàn)以背散射電子為例，說明原子序數(shù)襯度形成原理。對(duì)于表面光滑無形貌特征的厚試樣，當(dāng)試樣由單一元素構(gòu)成時(shí)，則電子束掃描到試樣上各點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度是一致的。得到的像中不存在襯度。當(dāng)試樣由原子序數(shù)不同的元素構(gòu)成時(shí)，則在不同的元素上方產(chǎn)生不同的信號(hào)強(qiáng)度，因此也就產(chǎn)生襯度。

　　掃描電鏡電壓襯度是由于試樣表面電位差別而形成的襯度。利用對(duì)試樣表面電位狀態(tài)敏感的信號(hào)，如二次電子，作為顯像管的調(diào)制信號(hào)，可得到電壓襯度像。

掃描電鏡圖像襯度觀察

　　1、樣品制備

　　掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn)之一是樣品制備簡(jiǎn)單，對(duì)于新鮮的金屬斷口樣品不需要做任何處理，可以直接進(jìn)行觀察。但在有些情況下需對(duì)樣品進(jìn)行必要的處理。

　　①樣品表面附著有灰塵和油污，可用有機(jī)溶劑(乙醇或丙酮)在超聲波清洗器中清洗。

　?、跇悠繁砻驿P蝕或嚴(yán)重氧化，采用化學(xué)清洗或電解的方法處理。清洗時(shí)可能會(huì)失去一些表面形貌特征的細(xì)節(jié)，操作過程中應(yīng)該注意。

　?、蹖?duì)于不導(dǎo)電的樣品，觀察前需在表面噴鍍一層導(dǎo)電金屬或碳，鍍膜厚度控制在5-10nm為宜。

　　2、表面形貌襯度觀察

　　二次電子信號(hào)來自于樣品表面層5~10nm，信號(hào)的強(qiáng)度對(duì)樣品微區(qū)表面相對(duì)于入射束的取向非常敏感，隨著樣品表面相對(duì)于入射束的傾角增大，二次電子的產(chǎn)額增多。因此，掃描電鏡二次電子像適合于顯示表面形貌襯度。

　　二次電子像的分辨率較高，一般約在3~6nm。其分辨率的高低主要取決于束斑直徑，而實(shí)際上真正達(dá)到的分辨率與樣品本身的性質(zhì)、制備方法，以及電鏡的操作條件如高匝、掃描速度、光強(qiáng)度、工作距離、樣品的傾斜角等因素有關(guān)，在Z理想的狀態(tài)下，目前可達(dá)的Z佳分辯率為1nm。

　　掃描電鏡圖像表面形貌襯度幾乎可以用于顯示任何樣品表面的超微信息，其應(yīng)用已滲透到許多科學(xué)研究領(lǐng)域，在失效分析、刑事案件偵破、病理診斷等技術(shù)部門也得到廣泛應(yīng)用。在材料科學(xué)研究領(lǐng)域，表面形貌襯度在斷口分析等方面顯示有突出的優(yōu)越性。下面就以斷口分析等方面的研究為例說明表面形貌襯度的應(yīng)用。

　　利用試樣或構(gòu)件斷口的二次電子像所顯示的表面形貌特征，可以獲得有關(guān)裂紋的起源、裂紋擴(kuò)展的途徑以及斷裂方式等信息，根據(jù)斷口的微觀形貌特征可以分析裂紋萌生的原因、裂紋的擴(kuò)展途徑以及斷裂機(jī)制。