材料现代研究方法主讲人：祖国胤教授博士生导师学时数：32学时，包括4节实验课课程类型：公共平台课考核方式：考试课（开卷）材料科学与工程学院材料加工系电子显微镜(electronmicroscope，EM)一般是指利用电磁场偏折、聚焦电子及电子与物质作用所产生散射的原理来研究物质构造及微细结构的精密仪器。近年来，由于电子光学的理论及应用发展迅速，这一定义已显示出其局限性，目前重新定义电子显微镜是利用电子与物质作用所产生的讯号来鉴定微区域晶体结构、微细组织、化学成份、化学键结合和电子分布情况的电子光学装置。绪论用电子光学仪器研究物质组织、结构、成份的技术称为电子显微技术。众所周知，现代科学技术的迅速发展，要求材料科学工作者能够及时提供具有良好力学性能的结构材料及具有各种物理化学性能的功能材料。而材料的性能往往取决于它的微观结构及成分分布。因此，为了研究新的材料或改善传统材料，必须以尽可能高的分辨能力观测和分析材料在制备、加工及使用条件下（包括相变过程中，外加应力及各种环境因素作用下等）的微观结构和微区成分的变化，进而揭示材料成分—工艺—微观结构—性能之间关系的规律，建立和发展材料科学的基本理论。电子显微技术发展历史电子显微镜的发展历史可追溯至1897年，英国科学家J.J.Thomson发现了电子；到了1912年，发现X光衍射现象，经Bragg的深入研究，一举奠定了X光的波性和利用电磁波衍射决定晶体结构的方法。1924年，DeBroglie发表了质波说；1926年Heisenberg等发展和丰富了量子力学，创立了电子波质二元论的理论基础。电子既然具有波性，则也应该有衍射现象;1927年美国Davisson等以电子衍射实验证实了电子的波性。在电子显微镜结构方面，最主要的电磁透镜源自J.J.Thomson作阴极射线管实验时观察到电场及磁场可偏折电子束。后人进一步发现可借助电磁场聚焦电子，产生放大作用。电磁场对电子的作用与光学透镜对光波的作用非常相似因而发展出电磁透镜1934年，Ruska在实验室制作第一部穿透式电子显微镜(transmissionelectronmicroscope，TEM)，1938年，第一部商售电子显微镜问世。20世纪40年代，常用的50至100keV的TEM的分辨率约在l0nm左右，而最佳分辨率在2至3nm之间。当时由于试样制备的困难及缺乏应用的动机，所以很少被物理科学研究者使用。直到1949年，Heidenreich制成适于TEM观察的铝及铝合金薄膜，观察到因厚度及晶体面不同所引起的像对比效应，并成功的利用电子衍射理论加以解释。...
