透射电子显微学，顾名思义，是利用电子穿透材料成像，能够让我们得到材料内部结构的信息的一种科学技术。更重要的是，我们能借助这种手段，把分辨能力提高到了原子尺度。利用透射电子显微镜已经成功的把很多过去在物理、化学以及材料科学中无法认识清楚或是缺少直接证据的难题解决了。在不锈钢点蚀这一经典问题上，又一次看到透射电镜发挥了它的极大优势。那么，我们先花点时间，简单介绍一下透射电子显微镜吧！
有位著名的科学家——瑞利，他证明了一个判据：分辨率不能小于观察波长的1/2。也就是说，如果用光学显微镜来观察的话，我们只能看到大于200纳米的微小物体。即使使用紫外线（波长390nm-190nm）,也就是100纳米左右的分辨本领。
历史证明，世界上不缺乏有创新能力的人，只是看有没有刺激创新的动力！在光学分辨率极限让大家沮丧不已的时候，一个伟大的物理学家——德布罗意诞生了。他用他仅仅一页多点的博士论文拿到了诺贝尔奖，因为他证明了所有物质（我们这里关心的是电子）应当同时具有波和粒子两种特点。既然电子也是波，而且波长非常之短（100kV加速电压下，电子波长仅有0.0037nm）,那么如果用电子波取代光波来成像的话，分辨率岂不是将大大提高！

路易 维克多 德布罗意(Louis Victor de Broglie，1892——1987年)法国著名理论物理学家？
1931年4月7日，鲁斯卡(Ernst Ruska)和马克斯 克诺尔（Max Knoll）基于电子带电通过磁场会偏移的现象，使得通过镜头的电子射线能够像光线一样被聚焦，成功用磁性镜头制成第一台二级电子光学放大镜，实现了电子显微镜的技术原理，当时被称为“超显微镜”。

恩斯特 鲁斯卡(Ernst？Ruska，1906–1988) 德国著名物理学家
透射电子显微镜能干什么？

利用透射电子显微学确定MnS溶解初始位置
把不锈钢样品放在NaCl溶液(模拟腐蚀环境)浸泡后，在透射电镜下进行原位的观察。如下图，发现MnS(图中长条状)的溶解起始总是发生在一个小颗粒的周围。图a和c分别是同一段夹杂物MnS在浸泡溶解前后的对比。图b和d分别是浸泡前后小颗粒附近局部放大图。

？透射电子显微之原位（外）环境实验

通过电子显微学各种手段的综合运用，确定小颗粒为八面体构型的MnCr2O4尖晶石氧化物颗粒

？随着时间加长， 溶解以氧化物颗粒为中心，扩展到整个MnS

利用特殊的透射电镜样品台，可以对这种氧化物小颗粒进行三维重构。可以看出，尽管左右两图中的颗粒外貌有些许差异，但这的确是由八个(111)取向的面构成的八面体纳米颗粒。


利用第一原理计算，发现那些具有强的活性、易使其周围硫化锰快速溶解的氧化物纳米八面体具有以金属离子作为其外表面的特征（类“恶性肿瘤”），如图a和b中，以铬和锰离子为外表面的氧化物颗粒；相反，较低活性的纳米八面体则以氧离子作为其外表面（类“良性肿瘤”），如图c。
这一发现为揭示不锈钢点蚀初期硫化锰溶解的起始位置提供了直接的证据，使人们对不锈钢点蚀机理的认识从先前的微米尺度提升至原子尺度，为探索提高不锈钢抗点蚀能力的新途径提供了原子尺度的结构和成分信息。（全文完）