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14大材料形貌測試，材料測試必看！！！
2017-04-29
這是一個拼顏值的年代，除了偶爾使用美顏神器錦上添花外，我們還需要正兒八經的設備來發現和證實自己的美，那么花花世界的材料又如何展示自己呢？現在讓我們一起來一一細數那些放大材料自然特質的測試設備吧。
光學顯微鏡（OM）
簡介：光學顯微鏡（OpticalMicroscope）是利用光學原理，把人眼所不能分辨的微小物體放大成像，以供人們提取微細結構信息的光學儀器。
分類：按觀察對象可分為生物和金相顯微鏡等。
組成：物鏡、目鏡、反光鏡和聚光器。
原理：利用凸透鏡的放大成像原理，將人眼不能分辨的微小物體放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近處微小物體對眼睛的張角（視角大的物體在視網膜上成像大），用角放大率M表示它們的放大本領。
色差儀
簡介：光學顯微鏡（OpticalMicroscope）是利用光學原理，把人眼所不能分辨的微小物體放大成像，以供人們提取微細結構信息的光學儀器。
分類：按觀察對象可分為生物和金相顯微鏡等。
組成：物鏡、目鏡、反光鏡和聚光器。
原理：利用凸透鏡的放大成像原理，將人眼不能分辨的微小物體放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近處微小物體對眼睛的張角（視角大的物體在視網膜上成像大），用角放大率M表示它們的放大本領。
粗糙度儀
簡介：粗糙儀是檢測物體表面粗糙程度的儀器。
測量方法：光波干涉法、針描法、與粗糙樣板比較法、光切法。
接觸角測量儀
簡介：接觸角測試儀，主要用于測量液體對固體的接觸角，即液體對固體的浸潤性，可以測量各種液體對各種材料的接觸角。
組成：自動旋轉平臺、視頻采集卡、攝像頭、高級變焦鏡頭、自動電控溫系統、自動精確進樣、自動影像分析系統、全電動三維平臺。
測量方式：懸滴法、座滴法（靜滴法）、轉落法、插入法 。
比表面積測試儀
簡介：分析多孔材料比表面積，孔型，孔徑，孔分布等。
測量方法：連續流動法、直接對比法、多點BET法、靜態容量法。
應用：催化、粉體制備等領域。
壓汞儀
簡介：壓汞儀用來測定粉末和固體重要的物理特性。
原理：汞對大多數固體材料具有非潤濕性，需外加壓力才能進入固體孔中，對于圓柱型孔模型，汞能進入的孔的大小與壓力符合Washburn方程，控制不同的壓力，即可測出壓入孔中汞的體積，由此得到對應于不同壓力的孔徑大小的累積分布曲線或微分曲線。
應用：適用于粉末或多孔材料的孔徑分布、孔體積、比表面積、堆積密度、表觀密度、孔隙度、顆粒分布及相關特性的測試。
激光粒度儀
簡介：激光粒度儀是專指通過顆粒的衍射或散射光的空間分布（散射譜）來分析顆粒大小的儀器。
分類：靜態激光、動態激光、光透沉降。
原理：根據顆粒能使激光產生散射這一物理現象測試粒度分布。
激光共聚焦顯微鏡（CLSM）
簡介：激光掃描顯微鏡（confocal laserscanning microscopy），可通過彩色處理系統獲得與電子掃描顯微鏡相媲美的圖像，實現非接觸式3D測量。激光共聚焦顯微鏡以1nm 分辨率的良好口啤，能進行遠遠優于傳統的高精度測量。
原理：利用激光束經照明針孔形成點光源對標本內焦平面的每一點掃描，標本上的被照射點，在探測針孔處成像，由探測針孔后的光電倍增管（PMT）或冷電耦器件（cCCD）逐點或逐線接收，迅速在計算機監視器屏幕上形成熒光圖像。
應用：高度、寬度和橫截面測量、線條粗糙度測量、體積測量、自動寬度測量、輪廓比較測量、2D + 3D 測量等。
掃描電子顯微鏡（SEM）
簡介：掃描電鏡（Scanning electronmicroscope）是介于透射電鏡和光學顯微鏡之間的一種微觀性形貌觀察手段，利用聚焦得非常細的高能電子束在試樣上掃描，激發出各種物理信息。通過對這些信息的接受、放大和顯示成像，獲得測試試樣表面形貌的觀察。
組成：電子光學系統、信號收集及顯示系統、真空系統、電源系統。
原理：用電子技術檢測高能電子束與樣品作用時產生二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線等并放大成像。
應用：表征斷口形貌、表面顯微結構、薄膜內部的顯微結構等。
透射電子顯微鏡(TEM)
簡介：透射電子顯微鏡（Transmissionelectron microscope）是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像，影像將在放大、聚焦后在成像器件（如熒光屏、膠片、以及感光耦合組件）上顯示出來。
組成：照明系統、成像系統、真空系統、記錄系統、電源系統。
原理：高能電子束穿透試樣時發生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成襯度，顯示出圖象。
應用：表征晶體形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相結構、晶格與缺陷等。
原子力顯微鏡（AFM）
簡介：原子力顯微鏡（atomic force microscope）可以高分辨表征各種樣品的表面形貌，可以分析與作用力相對應的各種表面性質，另外利用針尖可以操縱原子和進行納米加工。
組成：帶針尖的微懸臂、微懸臂運動檢測裝置、監控其運動的反饋回路、使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機控制的圖像采集、顯示及處理系統。
原理：利用光學檢測法或隧道電流檢測法，測得微懸臂對應于掃描各點的原子間作用力及位置變化，從而可以獲得樣品表面形貌的信息。
應用：可以在大氣和液體環境下對各種材料和樣品進行物理性質包括三維形貌的探測分析、直接進行納米加工。
俄歇電子能譜（AES）
簡介：俄歇電子能譜(Auger electron spectroscopy)是一種利用高能電子束為激發源，聚焦在小塊表面形貌上的表面分析技術。
組成：電子光學系統、電子能量分析器、樣品安放系統、離子槍、超高真空系統。
原理：原子內某一內層電子被激發電離從而形成空位；一個較高能級的電子躍遷到該空位上；再接著另一個電子被激發發射，形成無輻射躍遷過程，被發射的電子稱為Auger電子；俄歇電子能譜儀通過分析Auger電子的能量和數量，信號轉化為元素種類和元素含量。
應用：缺陷分析、顆粒分析、表面分析、小面積深度剖面、薄膜成分分析等。
三維原子探針（3DAP）
簡介：三維原子探針顯微術（3D Atom probe）是一種定量材料顯微分析儀器，通過對不同元素的原子逐個進行分析，可繪出樣品中不同元素的原子在納米空間中的分布圖形。
原理：基于“場蒸發”原理，三維原子探針通過在樣品上施加一個強電壓脈沖或者激光脈沖，將其表面原子逐一變成離子而移走并收集。
應用：Cottrell氣團、界面原子偏聚、彌散相的析出、非晶晶化時原子擴散和晶體成核過程，合金元素在納米晶材料不同相界面上的分布等。
掃描三維表面輪廓儀（3D Scanner）
簡介：掃描三維表面輪廓儀(3D scanner) 是一種科學儀器，用來偵測并分析現實世界中物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀數據（如顏色、表面反照率等性質）。
分類：接觸式三維掃描儀
非接觸式三維掃描儀：光柵三維掃描儀（拍照式三維掃描儀）：白光、藍光掃描等
激光掃描儀：點激光、線激光、面激光
應用：三維表面輪廓測量、粗糙度測量、膜的臺階高度測量、空間分析和表面紋理表征、曲率測量、二維薄膜應力測量、表面質量和缺陷檢測等。
