第十章扫描电子显微分析与电子探针.pptx
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扫描电子显微分析与电子探针演示文稿一、介绍电子显微分析技术是通过对物质进行扫描和分析,利用扫描电子显微镜和电子探针来获取材料的化学成分、晶体结构和显微结构等信息。
本文将介绍扫描电子显微分析和电子探针的原理、应用和相关技术。
二、扫描电子显微分析原理1.高能电子入射2.电子-物质相互作用当高能电子束与样品表面相互作用时,会产生多种次级电子、散射电子和反冲电子等。
通过检测和分析这些次级电子,可以推断出材料的表面形态、原子分布等信息。
3.映射制图三、电子探针电子探针是在扫描电子显微镜上配备的一个仪器,用于对样品进行微区分析,可以获得样品的化学成分、晶体结构和显微结构等信息。
1.材料组成分析电子探针可以通过扫描样品表面并测量X射线谱来确定样品的化学成分。
当高能电子束与样品相互作用时,会产生特定能量的X射线,通过测量和分析这些X射线的能量和强度,可以准确地确定样品中元素的类型和含量。
2.显微区结构分析电子探针还具有高空间分辨率,可以在显微区域内对样品的晶体结构进行分析。
利用电子束的扫描和集线系统结构,研究者可以选择一个很小的区域进行分析,从而得到显微区的晶体结构信息。
四、应用领域1.材料科学在材料科学中,扫描电子显微分析和电子探针技术可用于分析和表征各种材料的组成、晶体结构和显微结构,如金属材料、陶瓷材料、复合材料等。
这些信息有助于研究者了解材料的性能和性质。
2.地质学3.生物学五、技术发展1.分辨率的提高新一代的扫描电子显微镜和电子探针仪器分辨率更高,可实现更高精度的成分分析和显微观察。
例如,现在的仪器可以实现亚纳米级别的空间分辨率。
2.信号检测和处理技术的改进通过改进信号检测和处理技术,使得扫描电子显微分析和电子探针技术对噪声和干扰信号的抑制能力更强,从而提高了数据的准确性和可靠性。
六、总结扫描电子显微分析和电子探针技术是现代材料科学研究中不可或缺的工具。
它们在分析样品的化学成分、晶体结构和显微结构等方面具有重要作用,广泛应用于材料科学、地质学和生物学等领域。
第八章 电子探针、扫描电镜显微分析中国科学院上海硅酸盐所李香庭1 概论1.1 概述电子探针是电子探针X射线显微分析仪的简称,英文缩写为EPMA(Electron probe X-ray microanalyser),扫描电子显微境英文缩写为SEM(Scanning Electron Microscope)。
这两种仪器是分别发展起来的,但现在的EPMA都具有SEM的图像观察、分析功能,SEM也具有EPMA的成分分析功能,这两种仪器的基本构造、分析原理及功能日趋相同。
特别是现代能谱仪,英文缩写为EDS(Energy Dispersive Spectrometer)与SEM组合,不但可以进行较准确的成分分析,而且一般都具有很强的图像分析和图像处理功能。
由于EDS分析速度快等特点,现在EPMA通常也与EDS组合。
虽然EDS的定量分析准确度和检测极限都不如EPMA的波谱仪(Wavelength Dispersive Spectrometer ,缩写为WDS)高,但完全可以满足一般样品的成分分析要求。
由于EPMA与SEM设计的初衷不同,所以二者还有一定差别,例如SEM以观察样品形貌特征为主,电子光学系统的设计注重图像质量,图像的分辨率高、景深大。
现在钨灯丝SEM的二次电子像分辨率可达3nm,场发射SEM二次电子像分辨率可达1nm。
由于SEM一般不安装WDS,所以真空腔体小,腔体可以保持较高真空度;另外,图像观察所使用的电子束电流小,电子光路及光阑等不易污染,使图像质量较长时间保持良好的状态。
EPMA一般以成分分析为主,必须有WDS进行元素成分分析,真空腔体大,成分分析时电子束电流大,所以电子光路、光阑等易污染,图像质量下降速度快,需经常清洗光路和光阑,通常EPMA二次电子像分辨率为6nm。
EPMA附有光学显微镜,用于直接观察和寻找样品分析点,使样品分析点处于聚焦园(罗兰园)上,以保证成分定量分析的准确度。
EPMA和SEM都是用聚焦得很细的电子束照射被检测的样品表面,用X射线能谱仪或波谱仪,测量电子与样品相互作用所产生的特征X射线的波长与强度,从而对微小区域所含元素进行定性或定量分析,并可以用二次电子或背散射电子等进行形貌观察。