硅酸盐岩石检测微观形貌扫描电镜SEM放大倍数Zui大95万倍

电子束产生与聚焦

电子枪发射电子束：扫描电镜中的电子枪是产生电子束的源头，一般通过加热灯丝（如钨丝）或采用场发射等方式，使电子逸出形成电子束，电子束具有一定的能量和强度。

电磁透镜聚焦：电子束从电子枪射出后，依次经过一系列电磁透镜，这些电磁透镜会对电子束产生磁场作用，使其不断会聚、缩小，zui终在样品表面形成一个直径极小的、具有高能量密度的电子束斑点，通常可以聚焦到纳米级别的尺寸。

电子束扫描样品

扫描线圈控制：聚焦后的电子束进入扫描线圈区域，扫描线圈能够产生磁场，使电子束在样品表面按照一定的规律进行光栅式逐点扫描，从样品的左上角开始，自左向右、自上而下依次扫描整个样品表面，就像电视屏幕的扫描方式一样。

扫描范围与速度：扫描范围可以根据需要进行调整，从微米级到毫米级不等，扫描速度也可以根据具体的观察要求进行设置，一般来说，行扫描的速度比帧扫描的速度快。

电子束与样品相互作用

当高能电子束轰击硅酸盐岩石样品表面时，会与样品中的原子和分子发生多种相互作用，产生多种信号，主要包括以下几种：

二次电子：入射电子束与样品原子相互作用，使样品原子中的外层电子获得足够的能量而逸出样品表面，形成二次电子。二次电子的能量较低，一般只有几电子伏特到几十电子伏特，且其产生的数量与样品表面的形貌、粗糙度以及原子序数等因素密切相关。在样品表面凸起的地方，二次电子更容易逸出，因此在成像时会显得更亮；而在凹坑或沟槽等地方，二次电子逸出相对困难，成像则较暗，从而可以清晰地反映出样品的表面微观形貌，是扫描电镜中用于观察样品表面形貌的zui主要信号。

背散射电子：入射电子在样品内部与原子发生弹性或非弹性散射后，有一部分电子会改变方向并从样品表面反射回来，形成背散射电子。背散射电子的能量较高，接近入射电子的能量，其产额与样品的原子序数有关，原子序数越大，背散射电子的产额越高。因此，背散射电子信号可以用于分析样品的成分分布和元素衬度，对于区分不同化学成分的区域或相具有重要意义。

特征 x 射线：入射电子将样品原子内层电子激发后，外层电子会向内层电子跃迁以填补空位，在这个过程中会释放出具有特定能量的 x 射线，即特征 x 射线。由于不同元素的原子具有不同的电子能级结构，其产生的特征 x 射线的能量也各不相同，通过对特征 x 射线的能量和强度进行分析，可以确定样品中存在的元素种类及其含量，实现对样品的微区成分分析。

信号检测与成像

信号收集：二次电子、背散射电子等信号产生后，会被样品上方相应的探测器收集。例如，二次电子探测器通常采用闪烁体和光电倍增管组成的系统，当二次电子撞击闪烁体时，会产生光信号，光信号再通过光电倍增管转换为电信号；背散射电子探测器则可以直接收集背散射电子并转换为电信号。

信号放大与处理：探测器收集到的电信号通常非常微弱，需要经过放大器进行放大和处理，以增强信号的强度和稳定性，同时去除噪声等干扰信号，提高信号的质量。

成像显示：经过放大和处理后的电信号被传输到计算机或显像管等显示设备上，根据信号的强度和位置信息，在屏幕上形成与样品表面相对应的图像。由于电子束在样品表面的扫描和显像管中电子束在荧光屏上的扫描是同步的，所以样品表面的每一个 “物点” 与荧光屏上的 “象点” 在时间和空间上一一对应，从而能够实时、直观地显示出样品的微观形貌和结构信息。