幾百年來，人們用光學(xué)顯微鏡觀察微觀，探索眼睛看不見的世界。與19世紀(jì)的顯微鏡相比，我們現(xiàn)在使用的普通光學(xué)顯微鏡功能多，自動(dòng)化程度高，放大倍數(shù)高。光學(xué)顯微鏡已經(jīng)達(dá)到了分辨率的極限。對(duì)于以可見光為光源的顯微鏡，其分辨率只能達(dá)到光波的半波長左右，分辨率極限為0.2^，任何小于0.2plm的結(jié)構(gòu)都無法識(shí)別，限制了人類的探索。因此，提高顯微鏡分辨率的方法之一是減少光的波長。

　　20世紀(jì)，光電子技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，用電子束代替光是個(gè)好主意。根據(jù)德布羅意的物質(zhì)波理論，運(yùn)動(dòng)電子波動(dòng)越快，波長越短。若能將電子速度加得足夠快，并將其聚集起來，則可用于放大物體。當(dāng)電子速度提高到很高時(shí)，電子顯微鏡的分辨率可以達(dá)到納米級(jí)(10-9m)，這使得許多在可見光下看不見的物體在電子顯微鏡下顯示原始形狀。因此，電子顯微鏡是20世紀(jì)*重要發(fā)明之一。

　　1938年，德國工程師MaxKnou和Ernstruska制造了世界上的*透射電子顯微鏡。透射電子顯微術(shù)是一種電子顯微術(shù)，利用穿透薄膜樣品的電子束進(jìn)行成像或微區(qū)分析。高度局部化的信息是分析晶體結(jié)構(gòu)、晶體不完整性和微區(qū)成分的綜合技術(shù)。

　　1952年，英國工程師制造了一種電子顯微技術(shù)，*掃描電子顯微鏡(SEM)O掃描電子顯微技術(shù)電子束以光柵的形式照射樣品表面，分析入射電子和樣品表面物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的各種信息，研究樣品表面微區(qū)形態(tài)、成分和晶體學(xué)性質(zhì)。

　　IBM蘇黎世實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家于1983年發(fā)明了所謂的掃描隧道顯微鏡。這種顯微鏡比電子顯微鏡更先進(jìn)，完全失去了傳統(tǒng)顯微鏡的概念。隧道掃描顯微技術(shù)是利用量子隧道效應(yīng)的表面研究技術(shù)。能夠?qū)崟r(shí)觀察樣品*表面層的局域結(jié)構(gòu)信息，達(dá)到原子級(jí)的高分辨率(1)。沒有鏡頭，用探針，探針和物體之間加電壓。如果探針靠近物體表面，隧道效應(yīng)*將在納米距離左右工作。電子通過物體和探針之間的間隙形成微弱的電流。如果探頭與物體的距離發(fā)生變化，電流也會(huì)相應(yīng)變化。這樣，通過測(cè)量電流，我們可以知道物體表面的形狀，分辨率可以達(dá)到單個(gè)原子的水平。電子顯微鏡的分辨率已達(dá)0.l~0.3nm，即與金屬點(diǎn)陣中的原子間距相當(dāng)。

　　幾十年來，隨著新型電子顯微鏡的出現(xiàn)，形成了透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描隧道顯微鏡(STM)、場(chǎng)離子顯微鏡(FTM)、掃描激光聲成像顯微鏡(SPAM)等電子顯微鏡家族。在EBSD、探針、激光探針、俄歇能譜儀等表面分析技術(shù)的配合下，金相分析技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)新的階段。電子金相技術(shù)可以對(duì)金屬材料的斷口形狀、組織結(jié)構(gòu)和微區(qū)域化學(xué)成分進(jìn)行綜合分析和測(cè)量，對(duì)金屬材料及其工件的質(zhì)量控制、故障分析、新材料和工藝的開發(fā)起著非常重要的作用。