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扫描电镜之电子探针的应用范围越来越广

点击次数:92 发布时间:2021-05-20

  扫描电镜之电子探针的应用范围越来越广
  电子探针的应用范围越来越广,特别是材料显微结构-工艺-性能关系的研究,电子探针起了重要作用。电子探针显微分析有以下几个特点:
  1. 显微结构分析
  电子探针是利用0.5μm-1μm的高能电子束激发所分析的试样,通过电子与试样的相互作用产生的特征X 射线、二次电子、吸收电子、 背散射电子及阴极荧光等信息来分析试样的微区内(μm范围内)成份、形貌和化学结合状态等特征。电子探针成分分析的空间分辨率(微区成分分析所能分析的最小区域)是几个立方μm范围, 微区分析是它的一个重要特点之一, 它能将微区化学成份与显微结构对应起来,是一种显微结构的分析。而一般化学分析、 X 光荧光分析及光谱分析等,是分析试样较大范围内的平均化学组成,也无法与显微结构相对应, 不能对材料显微结构与材料性能关系进行研究。
  2. 元素分析范围广
  电子探针所分析的元素范围一般从硼(B)——铀(U),因为电子探针成份分析是利用元素的特征X 射线,而氢和氦原子只有K 层电子,不能产生特征X 射线,所以无法进行电子探针成分分析。锂(Li)和铍(Be)虽然能产生X 射线,但产生的特征X 射线波长太长,通常无法进行检测,少数电子探针用大面间距的皂化膜作为衍射晶体已经可以检测Be元素。能谱仪的元素分析范围现在也和波谱相同,分析元素范围从硼(B)——铀(U)
  3. 定量分析准确度高
  电子探针是目前微区元素定量分析最准确的仪器。电子探针的检测极限(能检测到的元素最低浓度)一般为(0.01-0.05)%, 不同测量条件和不同元素有不同的检测极限,但由于所分析的体积小,所以检测的绝对感量极限值约为10-14g,主元素定量分析的相对误差为(1—3)%,对原子序数大于11 的元素,含量在10% 以上的时,其相对误差通常小于2%。
  4. 不损坏试样、分析速度快
  现在电子探针均与计算机联机,可以连续自动进行多种方法分析,并自动进行数据处理和数据分析,对含10个元素以下的试样定性、定量分析,新型电子探针在30min左右可以完成,如果用EDS 进行定性、定量分析,几分种即可完成。对表面不平的大试样进行元素面分析时,还可以自动聚焦分析。
  电子探针分析过程中一般不损坏试样,试样分析后,可以完好保存或继续进行其它方面的分析测试,这对于文物、古陶瓷、古硬币及犯罪证据等的稀有试样分析尤为重要。
  5. 微区离子迁移研究
  多年来,还用电子探针的入射电子束注入试样来诱发离子迁移,研究了固体中微区离子迁移动力学、离子迁移机理、离子迁移种类、离子迁移的非均匀性及固体电解质离子迁移损坏过程等,已经取得了许多新的结果。

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