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电子微探针

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电子微探针,简写EPMA电子束通过照射物体所产生的特征X射线波长和强度它是用于分析组成元素的电子微探针(EMP)设备之一[1]。与主要用于二次电子图像和反向散射电子图像观察的电子显微镜相比,增加了能量色散X射线分析(EDS)作为特征X射线检测器(用于分析的SEMTEMXMA等) ,EPMA基于元素分析,并且对特征X射线检测器使用了波长色散X射线分析(WDS),因此定量精度不错,但检测效率较差,需要更高的照射电流。

原理

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当用电子束照射样品时,由于被照射的电子与构成样品的原子之间的相互作用,产生了特定于元素的X射线(特征X射线)。通过检测X射线,可以知道样品表面的成分(深度约1μm)。

电子微探针

常规上,水平方向上的空间分辨率为大约1μm,但是一些设备通过使用场发射型电子枪实现了100至200nm的空间分辨率。

详细说明

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低能量电子灯丝或六硼化物镧系元素是来自晶体阴极产生由带正电荷的加速从30000电子伏特阳极3至(千电子伏)。阳极在中心有一个小孔,电子(线)通过该小孔准直,并可以通过一系列磁透镜聚焦在该小孔上。可以在样品上横越(映射)所得的电子束(直径约5 nm至10微米),或以点模式使用以引起样品的各种效果(这些各种效果)。

特征X射线用于化学分析。通过波长色散X射线光谱仪(WDS)或能量色散X射线光谱仪(EDS)有选择地对要指定的X射线波长进行计数。选择感兴趣的透视波长,它们的气体流型或类夹杂物比例检测器引导,WDS的分析晶体通过布拉格衍射被利用。相反,EDS使用固态半导体存储从样品产生的全波长X射线。尽管EDS通常以较短的计数时间提供更多信息,但是WDS 由于其卓越的X射线分辨率而是一种更准确的技术。

通过将强度与已知配置(标准强度)和样品材料的特征X射线强度进行比较,可以确定化学成分。在样品表面纹理的背景下收集所得的化学信息。可以轻松确定材料(区域)的化学成分的变化,例如矿物晶粒或金属。收集的化学信息(X射线产生)量为0.3-3立方微米。

应用

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材料科学与工程

该技术通常用于分析金属合金陶瓷玻璃化学成分。它对于评估单个颗粒或晶粒的组成和化学变化非常有用,尤其是在几微米到几毫米的范围内。电子微探针被广泛用于研究,产品质量控制和故障分析。

矿物学和岩石学

这种技术是**常用的矿物学党和岩石被人们使用。大多数岩石是小的矿物颗粒的聚集体。据推测,这些颗粒保留了在其形成和随后的变化过程中捕获的化学信息。这些信息将揭示地质特征,例如结晶,石化,火山作用,变质作用,造山作用板块构造。这项技术还被用于研究地外岩石(即陨石),提供了对理解行星,小行星和彗星的演化必不可少的化学数据。

从矿物中心(也称为晶核)到边缘(或外围)的元素组成变化可提供有关晶体形成历史的信息,包括温度,压力和周围介体的化学性质。快点 例如,石英根据温度和压力在其结构中结合了少量但可测量的含量,并且作为有效的钛含量,作为获得关于晶体形成的历史信息的环境。钛记录了随着晶体生长这些参数的变化。

古生物学

诸如Burgess页岩之类的保存化石中,生物的柔软部位可能得到了异常保存。由于这些化石通常被压缩成二维薄膜,因此很难估计哪个功能是什么。一个突出的例子是Opavinia三角形的突出部分(鳍)(被解释为腿或消化道的扩张)。通过作图的元素分析支持第二种解释,并表明它们在消化道中具有相似的混合物。由于碳膜的薄性,只能将低电压(5-15 kV)用于此类样品。

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