资源加工技术实验2..doc

资源加工学实验技术作业 矿相显微镜 矿相显微镜俗称偏光显微镜，又称岩矿显微镜，适合电子、地质、矿产、冶金、化工和仪器仪表行业用于观察透明、半透明或不透明的物资,如金属陶瓷、集成块、印刷电路板、液晶板、薄膜、纤维、镀涂层以及其它非鑫属材料，也适合医药、农林、公安、学校、科研部门作观察分析用 。主要由以下几部分组成：镜座、镜臂、镜筒、载物台、物镜、目镜、调焦手轮、光源、视场光阑、孔径光阑、垂直照明器。基本结构如下图所示： 用反光显微镜鉴定矿物，要将矿石磨制成光片置于镜下，光源通过照明器内的反射器，将光线向下反射到矿石光片表面上，再从光片表面向上反射到目镜即可观察和鉴定不透明矿物的光学性质。如观察晶体的形态和结晶习性、解理和裂理、双晶、环带构造、连晶、粉末颜色、硬度、塑性、颜色及多色散、反射率、双反射效应、均质性和非均质性、偏光色、内反射、旋转性质以及对标准浸蚀试剂的反应和各种元素的显微化学试验等。 一般用矿相显微镜观察矿物时，主要测定矿物的反射色，反射率及均质性。 反射率：系指在矿相显微镜下垂直入射光经矿物光面反射后的反射光强Ir与原入射光强（Ii）的比率。 矿物的反射率随入射光的光波长度而变化。国际矿物学会矿相学委员会统一规定以470、546、589和650毫微米波长的蓝、绿、橙和红色单色光测定的波长为鉴定波长放射率。 关于反射率的测定方法，早期采用“光学法”，现代采用“光电法”。“光学法”是应用光学仪器对矿物反光强度与标准物质的反光强度比较，调节仪器并凭借观察者视觉判断找出二者强度相等的仪器指数以计算矿物的反射率。 矿物的反射色（reflected colour）系指矿物光片在矿相显微镜直射光下所显示的颜色而言。它在概念上与天然矿物块在普通光线（以各种不同方向射向矿物）下以肉眼观察所看到的“矿物颜色”不同，而是人工磨制好的矿物光面对镜下光线直射时的悬着性反射作用造成的“表色”。 反光显微镜的操作步骤为：安装物镜和目镜；安置光片；接通电源；调节光源；调节焦距；观察矿物。其中调节照明光源最为重要，其步骤应为：调节光源；调节视场光阑；调节孔径光阑。 扫描电镜 扫描电镜是对样品表面形态进行测试的一种大型仪器。当具有一定能量的入射电子束轰击样品表面时，电子与元素的原子核及外层电子发生单次或多次弹性与非弹性碰撞，一些电子被反射出样品表面，而其余的电子则渗入样品中，逐渐失去其动能，最后停止运动，并被样品吸收。在此过程中有99%以上的入射电子能量转变成样品热能，而其余约1%的入射电子能量从样品中激发出各种信号。如图1所示，这些信号主要包括二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、电子电动势、阴极发光、X射线等。扫描电镜设备就是通过这些信号得到讯息，从而对样品进行分析的。 图1入射电子束轰击样品产生的信息示意图 从结构上看，扫描电镜主要由七大系统组成，即电子光学系统、探测、信号处理、显示系统、图像记录系统、样品室、真空系统、冷却循环水系统、电源供给系统。 图2 扫描电镜结构图 由图3我们可以看出，从灯丝发射出来的热电子，受2-30KV电压加速，经两个聚光镜和一个物镜聚焦后，形成一个具有一定能量，强度和斑点直径的入射电子束，在扫描线圈产生的磁场作用下，入射电子束按一定时间、空间顺序做光栅式扫描。由于入射电子与样品之间的相互作用，从样品中激发出的二次电子通过收集极的收集，可将向各个方向发射的二次电子收集起来。这些二次电子经加速并射到闪烁体上，使二次电子信息转变成光信号，经过光导管进入光电倍增管，使光信号再转变成电信号。这个电信号又经视频放大器放大，并将其输入到显像管的栅极中，调制荧光屏的亮度，在荧光屏上就会出现与试样上一一对应的相同图像。入射电子束在样品表面上扫描时，因二次电子发射量随样品表面起伏程度（形貌）变化而变化。 图3 扫描电子显微镜成像原理图 故视频放大器放大的二次电子信号是一个交流信号，用这个交流信号调制显像管栅极电，其结果在显像管荧光屏上呈现的是一幅亮暗程度不同的，并反映样品表面起伏程度（形貌）的二次电子像。应该特别指出的是：入射电子束在样品表面上扫描和在荧光屏上的扫描必须是“同步”，即必须用同一个扫描发生器来控制，这样就能保证样品上任一“物点”样品A点，在显像管荧光屏上的电子束恰好在A’点即“物点”A与“像点” A’在时间上和空间上一一对应。通常称“像点”A’ 为图像单元。显然，一幅图像是由很多图像单元构成的。 扫描电镜除能检测二次电子图像以外，还能检测背散射电子、透射电子、特征x射线、阴极发光等信号图像。其成像原理与二次电子像相同。 在进行扫描电镜观察前，要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是：尽可能使样品的表面结构保存好，没有变形和污染，样品干燥并且有良好导电性能。 通过扫描电镜可以观察矿物