金相学史话(6):电子显微镜在材料科学中的应用

摘要

Ruska在三十年代研制出第一台电子显微镜,战后(1954年)又在极端困难条件下发展出带有电子衍射功能的高分辨电镜Elmiskop I.但是,从专利优先权角度看,他不是电镜的发明人.直到半个世纪后,有关的争议人都已过世,他才在1986年获得这个迟到的但却是当之无愧的诺贝尔物理奖.材料科学的几次突破性进展充分说明电子显微镜的重要性.首先是电子衍射与成像的结合使位错的直接观察得以实现.在双束(透射束与一个强衍射束)条件下,位错产生的畸变区的衍射强度与基体不同从而显示衬度差异(衍衬像).位错等晶体缺陷因此得以成为六、七十年代的研究热点.选区衍射使晶体结构分析进入到微米甚至到纳米层次.迄今为止,八十年代发现的各种类型的准晶(五重、八重、十重、十二重旋转对称准晶)都是使用这种手段实现的,从而扩大了晶体的范围,把无周期性的准晶也包括进去.高分辨电镜已发展到分辨单个原子的水平,这就为九十年代发现和研究纳米碳管创造了条件,开辟了纳米技术的新纪元.