1、tem樣品的制備,組員：XXX,1,學(xué)習(xí)交流PPT,一、引言 二、主要制備方法及其特點(diǎn) 1.支持膜法 2.復(fù)型法 3.薄膜制備法,2,學(xué)習(xí)交流PPT,透射電鏡的制樣目的,制樣目的：就是要使樣品做的很薄，以利于電子束的穿過。 制樣方法：可以是粉碎；切片；研磨；減??；分散，以及復(fù)型或染色等等。 制樣使用的設(shè)備有：超薄切片機(jī)；真空鍍膜機(jī)；離子減薄儀等等。,一、引言,3,學(xué)習(xí)交流PPT,要求： (1)供TEM分析的樣品必須對電子束是透明的，通常樣品觀察區(qū)域的厚度以控制在50300nm之間。 (2)所制得的樣品還必須具有代表性以真實反映所分析材料的某些特征。因此，樣品制備時不可影響這些特征，如已產(chǎn)生影響

2、則必須知道影響的方式和程度。,樣品制備,4,學(xué)習(xí)交流PPT,TEM應(yīng)用的深度和廣度一定程度上取決于試樣制備技術(shù)。 能否充分發(fā)揮電鏡的作用，樣品的制備是關(guān)鍵，必須根據(jù)不同儀器的要求和試樣的特征選擇適當(dāng)?shù)闹苽浞椒ā?電子束穿透固體樣品的能力，主要取決于加速電壓V和樣品物質(zhì)的原子序數(shù)Z。一般V越高， Z越低，電子束可以穿透的樣品厚度越大。 比如對于透射電鏡常用的50100kV電子束來說，樣品的厚度控制在100200 nm為宜。,5,學(xué)習(xí)交流PPT,常見透射電鏡樣品制備方法包括 支持膜法 復(fù)型法 薄膜制備法 超薄切片法 有機(jī)高分子材料必要時還要: 染色 刻蝕,二、主要制備方法及其特點(diǎn),6,學(xué)習(xí)交流PP

3、T,粉末試樣和膠凝物質(zhì)水化漿體多采用此法。一般做法是將試樣載在一層支持膜上或包在薄膜中，該薄膜再用銅網(wǎng)承載。,1、支持膜法,7,學(xué)習(xí)交流PPT,支持膜的作用是支撐粉末等試樣 銅網(wǎng)的作用是加強(qiáng)支持膜。 常用的銅網(wǎng)直徑為3mm，孔徑約有數(shù)十m,8,學(xué)習(xí)交流PPT,支持膜材料必須具備的條件： 本身沒有結(jié)構(gòu)，對電子束的吸收不大，以免影響對試樣結(jié)構(gòu)的觀察； 顆粒度小，以提高樣品分辨率； 有一定的力學(xué)強(qiáng)度和剛度，能承受電子束的照射而不變形、破裂。,9,學(xué)習(xí)交流PPT,常用的支持膜（復(fù)型）材料有：火棉膠、聚乙酸甲基乙烯酯、碳、氧化鋁等 上述材料除了單獨(dú)能做支持膜材料外，還可以在火棉膠等塑料支持膜上再鍍上一層

4、碳膜，以提高其強(qiáng)度和耐熱性。鍍碳后的支持膜稱為加強(qiáng)膜。,10,學(xué)習(xí)交流PPT,支持膜上的粉末試樣要求高度分散，可根據(jù)不同情況選用如下分散方法： 1) 包藏法：將適量微粒試樣加入制造支持膜的有機(jī)溶液中，使之分散，再制成支持膜。2) 撒布法：干燥分散的微粒試樣可以直接撒在支持膜表面，然后用手輕輕叩擊，或用超聲波儀進(jìn)行處理，去掉多余的微粒，剩下的就分散在支持膜上。3) 懸浮法：以蒸餾水或有機(jī)劑作為懸浮劑，樣品制成懸浮液后滴在支持膜上，干后即成。不能使用對試樣或支持膜有溶解性的溶劑。,11,學(xué)習(xí)交流PPT,4) 糊狀法： 用少量的懸浮劑和分散劑與微粒試樣調(diào)成糊狀，涂在金屬網(wǎng)的支持膜上，然后浸入懸浮液中

5、或用懸浮液沖洗，則殘留在支持膜上的試樣就達(dá)到均勻分散的目的。 用凡士林作微粒分散劑，用苯荼溶去凡士林，也可得到良好的效果。對于在干燥、濕潤狀態(tài)易結(jié)團(tuán)的微粒試樣、油脂物質(zhì)內(nèi)的固體成分，可用此法。 5) 噴霧法 凡用懸浮法在干燥過程中易產(chǎn)生凝聚的粉粒試樣，也可用特制的噴霧器將懸浮液噴成極細(xì)的霧粒，粘附在支持膜上。,12,學(xué)習(xí)交流PPT,a-白堊顆粒； b-聚苯乙烯塑料球 支持膜法透射電鏡圖像,a,b,13,學(xué)習(xí)交流PPT,2.復(fù)型法,在電鏡中易起變化的樣品和難以制成薄膜的試樣采用此方法。 用對電子束透明的薄膜（碳、塑料、氧化物薄膜）把材料表面或斷口的形貌復(fù)制下來的一種間接樣品制備方法。 復(fù)型材料和

6、支持膜材料完全相同。 表面顯微組織浮雕的復(fù)型膜，只能進(jìn)行形貌觀察和研究，不能研究試樣的成分分布和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。,14,學(xué)習(xí)交流PPT,在材料研究中，復(fù)型法常用以下幾種： (1) 塑料一級復(fù)型 (2) 碳一級復(fù)型 (3) 塑料-碳二級復(fù)型 (4) 萃取復(fù)型,15,學(xué)習(xí)交流PPT,(1) 塑料一級復(fù)型,樣品上滴濃度為1%的火棉 膠醋酸戍酯溶液或醋酸纖維 素丙酮溶液，溶液在樣品表 面展平，多余的用濾紙吸掉， 溶劑蒸發(fā)后樣品表面留下一 層100nm左右的塑料薄膜。,樣品,16,學(xué)習(xí)交流PPT,特點(diǎn)： 可以用于金相組織的分析，其圖像與金相顯微組織有極好的對應(yīng)性； 制備簡便，對分析直徑為20nm左右的細(xì)節(jié)比較

7、清晰； 只能做表面比較平整樣品的分析，不適合表面起伏較大的樣品； 分辨率低（1020nm），電子束照射下易分解和破裂。,17,學(xué)習(xí)交流PPT,（2）碳一級復(fù)型,樣品放入真空鍍膜裝置中， 將碳棒以垂直方向，向樣品 表面蒸鍍一層厚度為1020nm 的碳膜(其厚度通過潔白瓷片變 為淺棕色來控制)。然后針尖或 小刀將碳膜劃成略小于電鏡銅網(wǎng) 的小塊，最后把樣品放入配好的 分離液中進(jìn)行電解或化學(xué)分離。 特點(diǎn)：碳粒子小，分辨率達(dá)2nm；膜厚度均勻；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能較好；但相對較為復(fù)雜，拋離較難，樣品易遭到破壞。,18,學(xué)習(xí)交流PPT,碳一級復(fù)型與塑料一級復(fù)型比較： 1）碳膜的厚度基本相同，而塑料膜的上表面基本

8、是平面，膜的厚度隨試樣位置不同而異； 2）塑料復(fù)型不破壞樣品，而碳復(fù)型樣品受到破壞； 3）碳復(fù)型的分辨率比塑料復(fù)型高； 4）塑料復(fù)型相比碳復(fù)型簡便。,19,學(xué)習(xí)交流PPT,（3）塑料-碳二級復(fù)型,用醋酸纖維膜（一般稱為AC紙） 進(jìn)行一次復(fù)型，然后進(jìn)行二次碳 復(fù)型，把一次復(fù)型溶去，得第 二次復(fù)型,就稱為塑料-碳二級復(fù)型。,20,學(xué)習(xí)交流PPT,1） 制樣簡便； 2）不破壞試樣表面 3）中間復(fù)型為塑料（較厚）較易剝離,塑料-碳二級復(fù)型的特點(diǎn)：,21,學(xué)習(xí)交流PPT,二級復(fù)型照片,22,學(xué)習(xí)交流PPT,（4）萃取復(fù)型（也稱抽取復(fù)型）,這是在三種復(fù)型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的唯一能提供試樣本身信息的復(fù)型。 用碳

9、薄膜把經(jīng)過深度侵蝕（溶去部分基體）試樣表面的第二相粒子黏附下來。 特點(diǎn)：既復(fù)制表面形貌，又保持第二相分布狀態(tài)，并可通過電子衍射確定物相。兼顧了復(fù)型膜和薄膜的優(yōu)點(diǎn)。這種復(fù)型分辨率跟塑料復(fù)型差不多，也能達(dá)到10nm.,23,學(xué)習(xí)交流PPT,3、薄膜制備法,以上我們介紹的復(fù)型法，分辨能力比較低，因此，不能充分發(fā)揮投射電鏡高分辨率(0.20.3nm)的效能。因此，發(fā)展了薄膜樣品的制備方法。 在金屬研究方面，其發(fā)展尤為迅速；目前在陶瓷等硅酸鹽材料學(xué)（甚至包括水泥熟料）以及巖礦石方面也有所進(jìn)展。,24,學(xué)習(xí)交流PPT,塊狀材料多采用此方法。 通過減薄制成對電子束透明的薄膜樣品。 薄膜樣品制備方法要求： （

10、1）不引起材料組織的變化； （2）足夠薄，否則將引起薄膜內(nèi)不同層次圖象的重迭，干擾分析； （3）薄膜應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，具有較大面積的透明區(qū)域； （4）制備過程應(yīng)易于控制，有一定的重復(fù)性，可靠性。,25,學(xué)習(xí)交流PPT,（1）化學(xué)腐蝕法 在合適的浸蝕下均勻薄化晶體片獲得薄膜。這只適用于單晶。 （2）電解拋光法 選擇合適的電解液及相應(yīng)的拋光制度均勻薄化晶體片，然后在晶體片穿孔周圍獲得薄膜。這個方法是薄化金屬的常用方法。,分解法（減薄法）分五種：,薄膜樣品制備有許多方法，如沉淀法、塑性變形法和分解法等，這邊簡單介紹分解法。,26,學(xué)習(xí)交流PPT,（3） 噴射電解拋光 將電解液利用機(jī)械噴射方法噴到試樣

11、上將其薄化成薄膜。這種方法所獲得的薄膜與大塊樣品組織、結(jié)構(gòu)相同，但設(shè)備較為復(fù)雜。 （4） 離子轟擊法 此法利用適當(dāng)能量的離子束，轟擊晶體，均勻地打出晶體原子而得到薄膜。離子轟擊裝置儀器復(fù)雜，薄化時間長。但這是薄化無機(jī)非金屬材料和非導(dǎo)體礦物唯一有效的方法。,27,學(xué)習(xí)交流PPT,上述幾種方法都要先將樣品預(yù)先減薄，一般需經(jīng)歷以下二個步驟： 第一步，從大塊試樣上切取厚度小于0.5mm的“薄塊”，一般用砂輪片、金屬絲鋸(以酸液或磨料液體循環(huán)浸潤)或電火花切割等方法； 第二步，利用機(jī)械研磨、化學(xué)拋光或電解拋光把“薄塊”減薄成0.1mm的“薄片”。最后才用上述的電解拋光和離子轟擊等技術(shù)將“薄片”制成厚度小于500nm的薄膜。,28,學(xué)習(xí)交流PPT,薄膜樣品的制備比支持膜法和復(fù)型法復(fù)雜和困難得多。之所以采用如此繁雜的制備過程，目的全在于盡量避免或減少減薄過程引起的組織結(jié)構(gòu)變化，所以應(yīng)力求不用或少用機(jī)械方法。只有確保在最終減薄時能夠完全去除這種損傷層的條件下才可使用(研究表明，即使是最細(xì)致的機(jī)械研磨，應(yīng)變損傷層的深度也達(dá)數(shù)十微米)。,29,學(xué)習(xí)交流PPT,用超薄切片機(jī)可獲得50nm左右的薄樣品。 主要用于生物試樣的薄片制備和比較軟的無機(jī)材料 研究大塊聚合物樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可采用超薄切片法制樣 通常的聚合物是由輕元素組成。因此反射電子能力差，圖像襯度小，由超薄切片得到的試樣還不能直接用透射電