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    本世紀30年代，繼1934年第一臺商業(yè)性電子顯微鏡投產(chǎn)以來，一系列電子光學顯微分析技術與裝備不斷地得到完善與發(fā)展。它們主要是：透射電子顯微鏡(TEM)，掃描電子顯微鏡(SEM)，電子探針X射線顯微分析儀(EPMA)，離子探針(SIMS)，俄歇電子能譜儀(AES)等表面顯微分析儀器。它們的出現(xiàn)與發(fā)展，有力地推動了包括大口徑厚壁鋼管材料科學在內(nèi)的許多學科的發(fā)展，同時也給材料的失效分析（包括腐蝕失效分析在內(nèi)）增添了有力的武器。目前電子光學顯微分析技術已構成了一門獨立的分支學科。以下將簡單地介紹一些在腐蝕失效分析中常見的電子光學顯微分析方法，及其基本原理和實踐應用。

    透射電子顯微鏡技術

    透射電鏡是以波氏極矩的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦成像的一種高分辨率、高放大倍數(shù)的電子光學儀器。它由電子光學系統(tǒng)（鏡筒），電源和控制系統(tǒng)（包。括電子槍高壓電源、透鏡電源、控制線路電源等）和真空系統(tǒng)三部分組成。鏡筒是顯微鏡放大成像的部分，它的光路原理和透射式光學顯微鏡十分相似。圖8-7所示為透射電子顯微鏡與透射光學顯微鏡的原理示意圖。

    電子光源系統(tǒng)

    它由照明和成像兩部分組成，前者由燈絲、柵極和陽極構成三級電子。燈絲加負高壓，柵極電壓略高于燈絲電壓，以控制燈絲發(fā)射的電子。另外加上一級或兩級聚光鏡，它的作用是進一步匯聚電子束，增強大口徑厚壁鋼管電子密度，從而增強亮度。

    由電子和聚光鏡組成照明部分。其作用是將陰極發(fā)射出的電子束交叉點中所有的能量，以最小的損失傳遞到試樣，有助于增強電子束密度和將發(fā)散的電子匯聚起來。

    成像部分是由物鏡、中間鏡和投影鏡構成。中間鏡是可變倍率的弱透鏡，用于控制總放大倍數(shù)，而物鏡和投影鏡則是放大倍率的透鏡，它們共同形成總的放大倍率。在照明和成像部分之間有一樣品室，其主要作用是通過試樣臺承載試樣。為了滿足電子衍射條件，試樣除能平移外，還應能傾斜或旋轉及安裝其他附件等。

    顯示和記錄系統(tǒng)

    通過放大部分的電子束照射到觀察室里的熒光屏上顯示圖像。在熒光屏下面放一照相底片，當熒光屏抬起時，即可使底片曝光記錄下圖像來。雖然兩者有一定間距，但由于焦深較大，仍能聚焦。

    真空系統(tǒng)

    為了保證電子束與大口徑厚壁鋼管試樣發(fā)生作用，因此，整個鏡體必須處于真空狀態(tài)。真空度要求在0.133322Pa(即10-4mmHg)以上。

    電源系統(tǒng)

    電源由兩部分組成：一是供電子的高壓部分，現(xiàn)在大多數(shù)用高頻高壓線路；二是供透鏡的低壓穩(wěn)流部分。為了保證儀器的性能，兩者的穩(wěn)定度均小于10-1。

    除上述各系統(tǒng)外，近代的電鏡中還有計算機，成份分析，自動控制等組成部份。

    電子顯微鏡的最大特點是分辨率高、放大倍數(shù)高。因此，在光學顯微鏡下分辨不清的組織，在電子顯微鏡下可以一目了然；另外，電子顯微鏡的景深長，這對觀察大口徑厚壁鋼管斷口十分有利；電子顯微鏡還可進行選區(qū)電子衍射，把對合金相的形貌觀察和結構分析結合起來，便于鑒定物相；同時，電子顯微鏡還可直接觀察大口徑厚壁鋼管晶體缺陷（層錯、位錯等）以及某些材料中的沉淀過程等。因此獲得了廣泛地應用。

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