[课件]EDS能谱检测PPT

元素eds能谱
元素的能谱是指当元素受到激发或激发后返回基态时，所产生的特定能量的辐射或吸收谱线。

能谱可以提供关于元素的结构、组成和性质的重要信息。

元素的能谱研究主要有两种方法：光谱法和质谱法。

光谱法包括原子光谱和分子光谱两种类型。

原子光谱用于分析单个原子的能谱，可通过观察元素的发射光谱或吸收光谱来得到信息。

分子光谱则用于分析分子的能谱，例如红外光谱和拉曼光谱等。

质谱法则是通过将样品中的原子或分子离子化，并在电场或磁场中进行分离和检测，从而得到元素或化合物的能谱信息。

质谱法可以提供更详细和准确的分析结果，因为它可以提供相对丰度和质量比等信息。

不同的元素具有不同的能谱特征。

每个元素都有独特的能级结构和能级跃迁方式，这导致了特定的谱线或波长出现在其能谱中。

通过测量和分析这些特征谱线，可以确定元素的存在和浓度。

元素的能谱在许多领域有广泛的应用，包括化学分析、物质鉴定、环境监测、天体物理学等。

无论是在实验室还是在实际应用中，对于元素的能谱研究都具有重要的意义。

能谱分析仪（EDS）能谱分析仪（EDS）是微区成份分析的主要手段之一。

通常EDS检测限为0.1%-0.5%（元素含量）。

EDS的能量分辨率：～130eV。

图1 EDS1、主要有以下特点：1）、能快速、同时对各种试样的微区内Be-U的所有元素，元素定性、定量分析，几分钟即可完成。

2）、对试样与探测器的几何位置要求低，可以在低倍率下获得X射线扫描、面分布结果。

3）、能谱所需探针电流小：对电子束照射后易损伤的试样，例如生物试样、快离子导体试样、玻璃等损伤小。

4）、检测限一般为0.1%－0.5%，中等原子序数的无重叠峰主元素的定量相误差约为2%。

2、EDS分析方法----点分析法电子束（探针）固定在试样感兴趣的点上，进行定性或定量分析。

该方法准确度高，用于显微结构的成份分析，对低含量元素定量的试样，只能用点分析。

图2 某试样EDS点分析3、EDS的分析方法－线扫描分析电子束沿一条分析线进行扫描时，能获得元素含量变化的线分布曲线。

结果和试样形貌像对照分析，能直观地获得元素在不同相或区域内的分布。

图3 某试样线扫表分析4、EDS的分析方法－面分布电子束在试样表面扫描时，元素在试样表面的分布能在屏幕上以亮度（或彩色）分布显示出来（定性分析），亮度越亮，说明元素含量越高。

研究材料中杂质、相的分布和元素偏析常用此方法。

面分布常常与形貌对照分析。

图5-a 某试样EDS检测(未镀膜）图5-b 某试样EDS检测（镀膜）5、定量分析对试样的要求1）样品在真空和电子束轰击下要稳定;2）高准确度的分析时,要求试样分析面平、垂直于入射电子束;图6 不同入射角度对比图3）试样尺寸大于X射线扩展范围;4）有良好的导电和导热性能;不导电试样或者导电性差的试样，例如无机非金属材料、有机材料、矿物及生物材料等，在常规SEM/EDS分析条件下会产生如下现象：（1）、荷电现象（电荷积累）；（2）电子束不稳定，无法确定分析点或者分析点漂移。

(3)、图像质量差（图像畸变、衬度和亮度异常），试样经常放电或者无法成像。

EDXX射线能谱一介绍EDS（energy dispersive spectro-scopy）能量色散谱EDX （Energy Dispersive X-ray）WDS（wavelength dispersive spectro-scopy）波长色散谱EDX：X射线强度和能量曲线，定量分析样品的化学成份主要用途：•1) 非均匀样品的局部化学成份•2) 较少量材料或小颗粒材料的化学成份•3) 非均匀样品种一维或二维的成份分布•4) 沉积在任意衬底上的薄膜成份特点1)铍以上元素2)最小能探测到的重量比：0.1 wt% ——1 wt%3)定量结果的相对误差：2－20％（取决于校正方法等）4)在计算机控制下，1分钟以内可分析16种元素5)空间分辨率取决于平均原子序数、样品密度、束能量等（SEM中0.2——10微米）获得可靠的分析结果要求样品:·1) 样品平整光滑（尤其对定量分析，样品要抛光）2) 可以分析表面粗糙的样品，但仅限于定性和半定量分析3) 样品必须导热导电，必要的时候表面需要喷炭或金推荐书目：Scanning Electron Microscopy and X-ray microanalysisNew York 1992 （生物学、材料科学、地质学）Scanning Electron Microscopy，X-ray microanalysisand Anlytical Electron MicroscopyNew York 1990二定量分析Fig.2: Schematic diagram showingwhere 29<Z<37.Detected Energy (E)Fig.5: Schematic diagram of the intensity variation of the continuum backgroundwith energy, showing the generated and detected background energy.Intensity (I)Generated A ）背底和特征峰（二）影响X 射线强度的几种因素B）原子序数对X射线强度的影响Variation in fluorescence yield with atomic number.C ）荧光产生率E ）Mass absorption coefficient of Fe, for X-rays of varying energyD）X 射线的吸收探测角度：角度越小，X射线吸收越强。

eds能谱分析EDS（能谱分析）：从微观世界解读材料特性的利器概述能谱分析是一种重要的材料表征技术，其利用能量分辨的方法，通过测量材料中元素的能谱信息，从而得到材料的化学成分、电子结构等参数。

EDS（能量散射谱）是能谱分析的一种常见方法，具有高灵敏度、高分辨率和非破坏性等特点，广泛应用于材料科学、地质学、生物学等领域。

原理EDS的原理基于能量散射效应，当材料被高能电子或X射线轰击时，原子核和电子发生相互作用，导致电子从低能级跃迁至高能级，随后重新回到基态时会释放出特定的能量。

这些能量可以被探测器捕捉到，通过分析能谱可以确定元素的存在和相对含量。

仪器EDS依赖于扫描电镜和能谱仪两部分构成。

扫描电镜能够产生高能电子或X射线束，用于激发材料。

能谱仪则包括探测器、信号放大器和数据处理部分，用于采集、放大和分析能谱信号。

目前市场上常见的能谱仪种类繁多，有光子计数器、硅探测器、硅锗探测器等。

应用EDS在材料科学中应用广泛。

首先，它在金属材料的分析中发挥着重要作用。

通过EDS的能量分辨能力，可以对金属中的元素类型和含量进行非破坏性分析，为材料加工和质量控制提供支持。

其次，在纳米材料研究中，EDS能够准确检测纳米颗粒的成分，帮助研究人员了解材料的结构和性能。

此外，EDS还被广泛应用于地质学和生物学领域，如岩石成分分析和细胞组织化学成分分析等。

优势与挑战EDS作为一种常见的能谱分析方法，具有多个优势。

首先，它具有高灵敏度，可以检测到很低浓度的元素。

其次，EDS具有高分辨率，能够准确分辨不同元素的能谱峰。

此外，EDS是非破坏性技术，可以以非常小的样品损伤完成分析。

然而，EDS也存在一些挑战。

例如，由于能量散射的特性，EDS只能分析出材料表面的元素信息，不能获取深层元素的信息。

此外，噪声和背景干扰也会影响EDS的准确性。

发展动态随着科技的进步，EDS技术不断发展，提高了分析的性能和准确度。

近年来，许多研究人员致力于开发新型的探测器和数据处理算法，以提高EDS的灵敏度和分辨率。