WW／T 0055-2014标准规范下载简介

WW／T 0055-2014 古代陶瓷科技信息提取规范 形貌结构分析方法

A.5.2.3锥光镜下的观测

在正交偏光镜下，选用高倍物镜，推入聚光镜和勃氏镜，形成锥光光路，观测物相的光轴十涉 图，确定物相所属晶族和晶系。步骤如下： a）寻找级序为一级黑或灰黑干涉色晶面，观察与光轴垂直或小角度斜交切面的干涉图变化，测定 物相属于一或二轴晶，正或负光性。 b）寻找级序为一级灰白干涉色晶面，观察垂直两光轴夹角为锐角切面的二轴晶干涉图并测定正 负光性。 C）寻找级序为最高干涉色晶面，观察平行光轴切面于涉图的变化，鉴别晶面是否平行光轴

DB11／T 1579-2018 生产安全事故应急预案实施情况评估规范A.5.3物相组成分布和颗粒大小分布的观测

在方能显微镜下（有多种照明技术）， 观测物相组成分布和颗粒大小的分布。步骤如下： a）观测前，把刻有1mm大小的显微直尺（10μm/小格）标准试片放置在载物台上，在不同倍数的 物镜下，用目镜内网格标尺或者直尺测量放大倍数。 b）根据物相普查和定性的结果，确定需要做分布观测的物相种类，确定观测区域的大小及个数。 c）在每个视域内对每种物相做计数统计并测量颗粒大小，得出各种物相的平均体积百分数，每种

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物相的计数随观测视域的分布；各种物相的平均颗粒尺寸，物相计数随颗粒尺寸的分布

A.5.4瓷釉高温受热行为特征观察

A.5.4.1试样制备

6.4.2测定受热变化温度

A.6.1利用仪器随带的照相装置，用计算机记录和存储古代陶瓷显微结构的主要观察结果，提供拍摄 条件。 A.6.2书面分析报告应包括观察时间、实验条件、观测内容和结果

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附录B （规范性附录） 扫描电子显微镜分析方法

本方法适用于用扫描电镜（带X射线能谱仪附件）或者电子探针仪对古代陶瓷残片胎、釉的表面 和断面形貌观察和微区组成的定性、定量分析

B.2.1扫描电镜（带X射线能谱仪）或电子探针仪

B.2.1扫描电镜（带X射线能谱仪）或电子探针仪 B.2.2真空镀膜仪

B.3.1古代陶瓷釉表面形貌观察

根据分析目的选取古代陶瓷残片釉表面存在明显特征的部位，切割成最大长度小于20mm的试样。 B.3.2古代陶瓷胎、釉断面形貌观察和微区化学组成的定性、定量分析 选取具有代表性的残片，将残片新鲜断面朝上，用热镶或者冷镶的办法将古代陶瓷残片镶嵌在树 指中。然后进行抛磨和抛光 直至在300倍租

B.3.3试样后处理及镀膜

a）无论是残片表面或者抛光后断面进行分析时，所有试样均需采用无水酒精或丙酮进行超声清 洗，去掉表面外来污染物； b）进行形貌观察时，通常在试样表面喷镀一层厚度约为20nm~50nm的Au或者Pt膜，以增加样品 表面导电性和电子发射率； c）进行胎和釉化学组成的定性、定量分析时，通常需在抛光后的表面或断面蒸镀一层厚度约为 20nm~50nm的碳膜以增加样品

仪器状态良好，束流稳定、电子束合轴良好。 B.4.2元素定性、定量分析

B.4.2.1分析方法和参数

B.4.2.2选择标样

进行能谱或者波谱定量分析时，应该尽量选用标样进行定量分析。主要选用含K、Na、M Si等元素的硅酸盐矿物和玻璃作为标准样品；选用标样尽量避免有其他元素干扰被测元素谱线 B.4.2.3推荐采用的线系

B.4.2.3推荐采用的线系

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分析步骤如下： a）被分析元素原子序数<32时，采用K线系； b）被分析元素原子序数32≤Z≤72时，采用L线系； c）被分析元素原子序数>72时，采用M线系； d）按照常规分析线系，如有谱线重叠时，可依次选用K。，La，M。，Kβ，Lβ，Mβ等其他线系分 析。

B.4.2.4加速电压的选择

定量分析时，加速电压应选择试样中被检测主要元素分析线的临界激发电压的2~3倍，针对古代 陶瓷的特点通常采用15kV~20kV；二次电子像和背散射电子像形貌观察时，通常也选用15kV~20kl 的加速电压。

B.4.2.5电子束束流的选择

B.4.2.6电子束直径的选择

对在电子束轰击下稳定的釉、胎试样，定性和定量分析时电子束直径通常选择20μm；形貌观察时 尽量选择细的电子束直径（如1um）

B.4.2.7波谱分析的参数选择

采用波谱进行定量分析时

B.5.1仪器状态的检查

开机1h后，按照GB/T15074一2008中6.1的要求核定仪器的稳定性。至少应保证在每个分析点的 量时间内电子束的束流值稳定不变

通过聚焦和像散调节，获得清晰的二次电子像或背

B.5.5.1根据定性分析结果，依次测量标样和试样中的元素的特征X射线强度和背景强度，进行元素 成分定量分析。 3.5.5.2由于自前能谱和波谱的修正计算由计算机自动进行，许多修正，例如，X射线死时间修正、 背景校正、干扰校正、基质效应等的修正均无需手工进行，但必须考虑这些因素的存在和可能的影 。 B.5.5.3每一个给出定量值的元素，其定量值必须大于绝对误差（即2α），小于绝对误差的定量值 只能作为参考值。因为这些值实际上已小于当时测量条件下的探测极限

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能谱或波谱定量分析结果的报告应至少包括以下信息： a）分析报告的唯一编号； b）分析报告的页码； c）实验室名称与地址； d）送样人姓名和地址； e）分析报告的日期与名称； f）样品的接收日期； g）样品编号及特征描述； h）分析所依据的标准方法； i）表面和断面形貌观察； i）分析测量结果和必要的误差说明； k）分析仪器及其工作条件、所用的标样和修正方法

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附录C （规范性附录） 透射电子显微镜分析方法

本方法规定了古代陶瓷的透射电子显微镜分析方法，适用于古代陶瓷样品显微组织的观察以及相 关晶体学信息的获取。

透射电子显微镜成像的决定因素是薄试样对人射电子的散射，包括弹性散射和非弹性散射两个过 程。古代陶瓷薄试样（包括萃取复型、碎屑和超薄片样品）成像时，未经散射的电子构成背景，而像 衬度则取决于薄试样各部分对电子的不同散射特性。采用不同的实验条件可以得到不同的衬度像，包 括衍射衬度、质厚衬度和相位衬度。 透射电子显微镜不仅能显示样品显微组织的形貌，而且可以利用电子衍射同时获得样品晶体学信 息。透射电子显微镜的基本实验方法包括成像方式、衍射方式，以及电子能量损失谱分析和X射线能 谱分析

电子束通过薄试样进入物镜，在其像面形成第一电子像，中间镜将该像放大，成像在自己的像面 上，投影镜再将中间镜的像放大，在荧光屏上形成最终图像，其放大倍率M为各成像透镜放大倍率的 乘和。

如果薄试样是晶体（包括多晶），它的电子衍射花样呈现在物镜后焦面上，改变中间镜电流，使 其在物镜后焦面成像，该面上的电子衍射花样经中间镜和投影镜放大，在荧光屏上获得电子衍射花样 的放大像

C.2.4电子能量损失谱

电子束与薄试样发生非弹性碰撞，损失部分能量，用于原子内壳层电子的激发电离及带间电子跌 迁等物理过程，损失了特征能量的电子经过电子能量损失谱仪(EELS）后，按其电子能量损失大小进行 分散，获得电子能量损失谱。分析不同谱区，可获得与薄试样厚度、化学成分、电子结构、价态、化 学键和配位情况等有关的信息

高能电子入射薄试样后使原子内壳层电子被激发电离，而后原子在回复基态的过程中产生特征X 射线，其携带样品的化学成分信息。X射线能谱仪(EDS）收集来自薄试样的特征X射线，经放大送入多 道分析器，按其不同的特征能量分散，并记录相应的强度，展示X射线能谱。根据谱峰的特征能量定 性识别样品所含元素：利用峰强进行元素的半定量或定量计算。

C.3透射电子显微镜分析的薄试样制备

C.3.1薄试样制备基本要求

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古代陶瓷样品比较复杂，包括釉和胎体等多个层次，针对不同部分的透射电子显微镜观察可采取 的制样方法，常用的制样方法包括：萃取复型、碎屑法以及超薄片制样法三种。对于薄试样的基 求应在真空中和高能电子束轰击下不挥发或变形，化学上和物理上稳定，无放射性和腐蚀性。制 的薄试样应足够薄，其直径不大于3mm

萃取复型是利用一种薄膜，把经过深侵蚀的古陶瓷样品表面一些第二相粒子粘附下来。这样由于 些粒子是从复型薄膜与样品表面分离时抽取下来的，它们在复型薄膜上的分布仍保持不变，因此可 利用萃取复型来观察分析古代陶瓷样品中第二相粒子的形状、大小、分布和它们的物相。具体制样 法如下： a）用体积百分数约4%的HF溶液浸蚀表面约5min，使第二相粒子凸出试样表面。然后在表面滴 上一滴丙酮（或醋酸甲酯），再贴上一小块醋酸纤维薄膜（简称A·C纸，厚度约30μm~ 80μm），静置片刻后，在工作台灯灯泡下烘烤15min左右使之干燥； b）小心揭下该塑料复型薄膜，剪去周围多余的部分，将复制面朝上平整地贴在衬有纸片的胶纸 上。然后将其放在真空镀膜仪中，蒸发沉积一层较厚的碳膜（20nm以上）； c）将复合复型薄膜剪成略小于透射电子显微镜用标准铜网的小方块，另外在一个小玻璃片上均勺 平整地涂上一层石蜡，将小方块蒸碳一面贴在烘热的石蜡表面，待玻璃片冷却、石蜡凝固后， 放置在丙酮或醋酸甲酯溶液内，水浴加热至高于石蜡的熔点（约42℃）、低于丙酮（或醋酸甲 酯）的沸点温度，保温15min~20min。此时，第一级塑料复型薄膜和石蜡溶解，第二级碳复型 薄膜将漂浮在溶液中； d）用网布在溶液中捞取碳复型薄膜，先后在内酮和蒸馏水中漂洗，此时依靠水的表面张力使碳复 型薄膜平展并漂浮在水表面，再用透射电子显微镜使用的标准铜网把碳复型薄膜从溶液中捞 起，干燥后即可供电镜观察。

用不锈钢研钵将所要观察的样品磨成碎屑，碎屑的尺寸要小于电子束能穿透的厚度，一般不大于 200nm。将样品碎屑超声分散并放置在透射电子显微镜样品台专用铜网（上面覆盖支持膜或微筛膜） 上静置干燥，即可供透射电子显微镜观察。这种方法简单方便，主要用于古代陶瓷样品中分相的观 X

C.4.1.1照明系统

C.4.1.2样品室和成像系统

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照明系统下面是样品室，样品位置在物镜的物焦面附近。待分析的薄试样放在样品座上并固定， 可在规定范围内移动和倾转。成像系统由物镜、中间镜和投影镜组成，形成样品的像或电子衍射花 样，并逐级放大呈现在荧光屏上

C.4.1.3观察和记录系统

投影镜下面是观察室，通过窗口可观察到荧光屏上的图像及衍射花样，荧光屏下方放置照相 成CCD相机，荧光屏竖起即可曝光记录图像及衍射花样

C.4.1.4其他系统和附件

包括真空系统、电源系统、安全保护系统和水冷系统。有的还备有扫描附件、微衍射或会聚 装置、电子能量损失谱仪和X射线能谱仪等。

表C.1透射电子显微镜仪器指标

依次开稳压电源、冷却水系统和主机电源开关，待真空度达到要求后，进入以下步骤

C.5.2.1合轴调整

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加高压（非场发射透射电子显微镜还需加灯丝电流），当荧光屏上出现光斑后，对照明系统和成 统合轴，调节电流中心或电压中心。

C.5.2.2像散校正

采用已知试样，例如：微筛，在高放大倍率下观察孔洞，交替调节物镜聚集和消像散器，当物镜 欠、过焦时在孔的边缘获得均匀、清晰的菲涅耳(Fresnel）条纹图像。更细致的像散校正采用高倍率 （约400K）下对薄试样非晶区域成像并进行实时傅立叶变换，调节消像散器，使傅立叶变换的图案由 随圆形变成圆形

C.5.2.3放大倍率校正

在5万倍以下的放大倍率使用条纹间距50nm的光栅复型（2000条/mm）校正；更高的放大倍率用 面间距的薄晶体样品（如金多晶薄膜或单晶硅薄样等）进行校正。拍摄不同放大倍率的照片，通 算得到校正曲线。

C.5.2.4相机常数校正

相机常数为衍射仪相机长度L与入射电子束波长入之积。由于透射电子显微镜相机长度不确 需要利用金多晶薄膜进行校正。

C.5.2.5磁转角校正

C.5.2.6样品高度调整

在做放大倍率校正和选区衍射或成像分析时，为减少误差，需用侧插样品台的“Z高度”旋钮调 试样或标样高度，使在物镜电流处于电镜设定的最佳值的情况下试样聚焦清晰，这样做也可使科 面与侧插样品台的X倾转轴重合，以实现等高倾转

C.5.3工作条件的选择

C.5.3.1加速电压

对于萃取复型薄试样或含玻璃相较多的薄试样，为了增加图像衬度，可选用低于200kV的加速电 其它样品，为了达到高的空间分辨率，应选用尽量高的加速电压

C.5.3.2薄试样安装

薄试样安装在专用样品杯或样品杆上， 可根据观察和测定的项目不同，选用单倾、普通双倾或双 台样品杆，也可使用特殊功能的样品杆，如拉伸、加热或冷却样品杆

C.5.4 观察与测定

C.5.4.1质厚衬度像

致使通过物镜光阑孔参与成像的电子数少 在荧光屏或底片上形成较暗的区域，形成质厚衬度。对于古代陶瓷薄试样，重金属析出相会呈 过度。通过质厚衬度像，可观察析出相的形貌特征，如形状和尺寸等。

C.5.4.2选区电子衍射和微衍射

通常利用选区电子衍射 选区光阑，对薄试样欲产生衍射的微区进行选择并限制其大小，精确调节光阑面与物镜像面相 而后转到衍射方式，拉出物镜光阑，在荧光屏上即可获得反映薄试样微区晶体学特征的电子衍桌

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花样。 选区电子衍射，由于物镜的球差和图像聚焦误差的影响，使选区尺寸受到限制，对于高分辨型透 射电子显微镜，最小选区直径约为1μm。为获得更小的选区，采用微衍射技术。实验时调节纳米束， 电子束束斑直径减小到100nm~1nm，薄试样上参与衍射的微区范围由束斑直径所限定。 对所获得的电子衍射花样进行测量，根据拍摄时的相机常数，确定各衍射斑或环所对应的晶面间 距。结合所测样品的晶体学数据，对衍射花样进行标定，确定晶面指数及晶带轴方向，从而可以确定 所测区域的相组成、晶体取向以及点阵参数等晶体学信息。电子衍射适合于古代陶瓷样品中结晶相的 析。

C.5.4.3衍射衬度明场像和暗场像

通常衍射衬度明、暗场成像分析总是与选区电子衍射相结合来确定物相的显微形态，包括形状、 尺寸、结晶性以及取向等。如果用物镜光阑挡住衍射束，只让透射束穿过光阑孔成像，称为衍射衬度 明场像。如果用物镜光澜只充许某一束衍射束穿过光澜孔成像，称为衍射衬度暗场像，显然，薄试样 上对该衍射束有贡献的区域或物相在暗场像上呈现亮的衬度。利用特定的衍射束作衍射衬度中心暗场 像或弱束暗场像可确定薄试样中晶粒的取向分布，研究结构缺陷，分析复杂衍射图等。衍射衬度像适 合于古代陶瓷中微晶及分相的观察与分析。

C.5.4.4高分辨像

可给出薄试样中原子尺度的细节，直接观察物质的原子排列，从而研究微晶结构、晶体缺陷和界 面结构等。 高分辨成像利用透射电子显微镜的高分辨率、高放大倍率的特点，选用大孔径物镜光阑，让样品 的透射束和周围的一个或多个衍射束通过，发生相互干涉，形成相位衬度像，其分为晶格条纹像及反 快样品单胞结构的结构像（又称原子像）两种。 通常在透射模式下，由于不可避免的透镜球差影响，高分辨像对物镜欠焦及薄试样厚度等十分敏 感，须拍摄一系列不同欠焦条件下的图像，并与计算机模拟和计算的图像进行比对，才能对实验图像 给出科学的解释。而扫描透射（STEM）模式下获得的高分辨像直接反映了样品的结构

C.5.4.5扫描透射图像

在常规透射电子显微镜设备上增加一个扫描附件，形成扫描透射电子显微镜。利用磁透镜将电子 束聚焦成束斑直径只有0.1nm~1nm的电子探针，对薄试样进行快速逐点扫描，薄试样下方的探测器收 集穿透样品的电子波信号，可以是透射电子束或弹性散射电子束，经放大后，在荧光屏上显示STEM的 明场像或暗场像。若探头收集的是散射角在50mrad~150mrad之间的电子束信号，形成的图像称为高角 环状暗场像(HAADF），其衬度对原子序数非常敏感，因此也称为Z衬度像，反映了薄试样中轻重元素 的分布。STEM与EDS或EELS结合，可进行成分的点、线、面分析等

C.5.4.6会聚束电子衍射

电子束以具有足够大的会聚角入射薄试样，其透射束和衍射束分别扩展成一个个圆盘，盘内有确 定的强度分布，最终可获得会聚束电子衍射图。能精确地调整微晶取向、测定晶体对称性、薄晶微区 点阵参数和薄晶厚度，提供晶体结构的三维信息 为实现大会聚角、小束斑直径的入射电子束，透射电子显微镜在结构或操作上采取措施，其本质 是在薄试样上方形成一个强的会聚磁场，例如使用会聚束衍射附件及物镜上方加装第三聚光镜等。

C.5.4.7谱学分析

DB35／T 1844-2019 高速公路边坡工程监测技术规程WW/T00552014

损失谱(EELS）。EDS实验操作时，为避免特征X射线的吸收（尤其对于较轻的元素）、同时尽量获取 可比的数据，应选择薄试样中较平整的薄区，且要确保（通过倾斜样品）该分析区域与EDS探头之间 无遮挡物。调节微小束斑，覆盖所要分析的薄试样区域，退出物镜光阑，收集EDS谱。配合透射电子 显微镜中的扫描附件，可给出单个元素在薄试样中的分布。 EELS实验中可采用成像模式或衍射模式来收集电子能量损失谱，分别收集低能损失区(OV 100V）和高能损失区的谱图，前者给出原子外壳的电子结构、样品体或表面等离子团以及样品厚度等 言息；后者给出原子内壳层的电子结构信息。 两种谱学的分析手段适合于古代陶瓷样品中元素分布的定性和定量分析

C.5.5检测后仪器的检查和关机

取出样品，退出物镜光阑和选区光阑，聚光镜散焦。根据不同类型的透射电子显微镜进入 待机状态。

1透射电子显微镜图像通常以照片或CCD电子图像形式提供，按照质厚衬度、衍射衬度和相位补 发像理论予以解释。

度成像理论予以解释。 C.6.2电子衍射花样，按照电子衍射基本理论进行标定和分析，确定晶体结构或晶体学取向关系JC／T 2253-2014 脂肪族聚氨酯耐候防水涂料， C.6.3提供样品微区化学成分的定性或定量分析结果，以及相关化学及物理信息。

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