砂巖是一種沉積巖，主要由各種砂粒膠結(jié)而成的；砂巖是源區(qū)巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)在盆地中堆積形成。巖石有碎屑和填隙物兩部分構(gòu)成，碎屑常見(jiàn)礦物：石英、長(zhǎng)石、白云母、方解石、黏土礦物，綠泥石等。填隙物包括膠結(jié)物和碎屑雜基兩種組分。

對(duì)同一晶面而言，在某些入射方向，電子被散射的幾率較大（相當(dāng)于禁道），而在另一些入射方向，電子被散射的幾率較?。ㄏ喈?dāng)于通道），這種現(xiàn)象稱為電子通道效應(yīng)。

砂巖巖心樣品直接敲斷，露出新鮮的斷口，并用Apreo 2場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察其斷口。從下圖中可以看出砂巖斷口含有六角形晶柱的石英，且石英之間有粒間孔，粒間孔之間填充有片狀綠泥石和書(shū)頁(yè)狀高嶺石。

將砂巖樣品冷鑲嵌、磨拋至拋光態(tài)，掃描電鏡及牛津能譜觀察。從下圖砂巖拋光態(tài)結(jié)果來(lái)看，主要由石英組成，粒間孔隙的填充主要為片狀綠泥石及書(shū)頁(yè)狀高嶺石，偶見(jiàn)柳葉狀水/白云母。

想要觀察整個(gè)砂巖中粒間孔的分布，我們利用Maps拼圖功能，得到HFW≈1.6cm的視圖，從視圖中可以看到，顏色較深的區(qū)域都是粒間孔，有的粒間孔充填高嶺石及綠泥石，少量水/白云母。

主要結(jié)論

1、樣品為中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖；

2、主要礦物為石英、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石，偶見(jiàn)鋯石、簾石、磷灰石、金紅石、石榴子石等副礦物；

3、顆粒間膠結(jié)物為黏土礦物，其中以發(fā)育書(shū)頁(yè)狀高嶺石、葉片狀綠泥石為明顯特征，偶見(jiàn)柳葉狀水/白云母；

4、粒間空隙發(fā)育，為油氣儲(chǔ)藏運(yùn)移提供了空間；

從移動(dòng)設(shè)備到交通工具，電池已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。隨著我們努力地通過(guò)使用電動(dòng)節(jié)能汽車和可持續(xù)能源來(lái)減少我們對(duì)地球的影響，新的改良的電池技術(shù)至關(guān)重要。

與其它商用電池技術(shù)相比，鋰離子電池具有卓 越的能量和功率密度性能，是高效的儲(chǔ)能設(shè)備。目前，鋰離子在越來(lái)越多的應(yīng)用中得到廣泛運(yùn)用，例如智能手機(jī)和電動(dòng)汽車。

然而， 一些新聞報(bào)道的案例表明，鋰電池在流行電子產(chǎn)品使用中發(fā)生爆炸，引發(fā)了重大召回事件。智能手機(jī)中的鋰離子電池在飛行過(guò)程中引起火災(zāi)后，整個(gè)航空旅行行業(yè)都采用了新的安全法規(guī)。也有一些案例表明，電動(dòng)汽車中的電池起火燃燒，非常難以熄滅而且容易復(fù)燃。

目前的技術(shù)大多采用液體電解質(zhì)，因此為了提升電池的安全性能，下一階段將會(huì)重 點(diǎn)研究固態(tài)鋰電池。固態(tài)鋰電池可以幫助解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

1. 提供更大的能量密度

2. 提供更安全的產(chǎn)品

分析鋰電池材料的主要挑戰(zhàn)是它們?cè)诳諝庵蟹浅；顫姟Ｔ诠虘B(tài)鋰電池的研發(fā)過(guò)程中，必須保護(hù)樣品在制備和分析過(guò)程中不與環(huán)境發(fā)生反應(yīng)，氬氣環(huán)境可防止鋰與氧氣、氮?dú)饣蛩磻?yīng)。

飛納手套箱版掃描電鏡 Phenom Ar-C 是唯 一可以完全放置在充滿氬氣環(huán)境的手套箱內(nèi)的臺(tái)式掃描電子顯微鏡，允許研究人員對(duì)空氣敏感的鋰電池樣品進(jìn)行研究。

通常，當(dāng)把樣品從手套箱轉(zhuǎn)移到掃描電鏡時(shí)，由于暴露在水、氧氣或氮?dú)庵校瑯悠窌?huì)發(fā)生改變。 如果將掃描電鏡放置于氬氣手套箱內(nèi)，由于樣品和掃描電鏡分析處于同一環(huán)境中，既可以保護(hù)樣品，工作流程也會(huì)快得多。

然而，盡管鋰不與氬氣發(fā)生反應(yīng)，但在氬氣環(huán)境下的研究仍然存在著一些挑戰(zhàn)。

掃描電子顯微鏡使用 15000 伏特（甚至更高）的高加速電壓。在沒(méi)有適當(dāng)預(yù)防措施的情況下，在氬環(huán)境中使用如此高的電壓可能會(huì)由于氬氣的低擊穿電壓而導(dǎo)致火花，最 終將損壞 SEM 內(nèi)部的電子器件。為了避免這個(gè)問(wèn)題，Phenom Ar-C 手套箱版臺(tái)式掃描電鏡采用專 利的保護(hù)技術(shù)，為表征空氣敏感的電池樣品提供了一個(gè)受保護(hù)的環(huán)境。

優(yōu)勢(shì)

通過(guò)在手套箱中使用 Phenom Ar-C，您可以在該手套箱中同時(shí)進(jìn)行樣品制備和 SEM/EDS 分析。這不僅使樣品制備、成像和分析過(guò)程變得快速，還意味著鋰樣品可以持續(xù)受到氬氣環(huán)境的保護(hù)。因此，您可以在樣品轉(zhuǎn)移到其它研究設(shè)備之前對(duì)樣品進(jìn)行研究或預(yù)篩選。雖然使用了厚手套，但樣品臺(tái)的操作非常簡(jiǎn)單。此外，該系統(tǒng)在沒(méi)有干預(yù)的情況下，長(zhǎng)壽命的 CeB6 燈絲可以使用數(shù)千小時(shí)。

傳統(tǒng)方法與 Phenom Ar-C 手套箱版臺(tái)式掃描電鏡對(duì)比

鋰金屬作為鋰電池的陽(yáng)極材料

優(yōu)勢(shì):

• 高比能量

• 高比功率

挑戰(zhàn)：

• 安全性

• 容量

掃描電鏡用于鋰金屬研究，有助于研究人員了解 Li 的工作原理，以開(kāi)發(fā)新的方法提高性能。

鋰金屬的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

案例

在充滿氬氣的手套箱內(nèi)使用 Phenom Ar-C 飛納臺(tái)式電鏡，獲得的鋰枝晶掃描電鏡（SEM）圖像。下圖是橫截面樣品，可以看出飛納電鏡的超景深可以清晰觀測(cè)樣品。