扫描电镜微区成分分析技术.pptxVIP

扫描电镜微区成分分析技术1扫描电镜的成分分析技术是20世纪70年代发展起来的，并在各个科学领域得到广泛应用。该项技术打破了扫描电镜只作为形态结构观察仪器的局限性，使形态观察与样品的化学元素成分分析结合起来，从而大大地扩展了它的研究能力。与传统的化学和物理分析相比，它具有如下优点:1.可以分析小于1μm的样品中的元素。2.能在微观尺度范围内同时获得样品的形貌、组成分析及其分布形态等资料，为研究样品形态结构、组成元素提供了便利。3.分析操作迅速简便，实验结果数据可靠，而且可用计算机进行处理。4.可对样品进行非破坏性分析。

微区成分分析是指在物质的微小区域中进行元素鉴定和组成分析,被分析的体积通常小于1μm3,相应被分析物质的质量为10-12g数量级。如果应用从物质中所激发出的特征X射线来进行材料的元素分析，则这种分析称为X射线分析技术。该技术可分为X射线波谱分析法(WDS,X射线能谱分析(EDS)和X射线荧光分析法(XFS)三种，其中WDS和EDS适宜进行微区的元素分析，因此这两种分析方法又称为X射线显微分析技术。从电子光学仪器的发展历史来看，最早作为元素分析的专用仪器称为电子探针(EPMA)，它以波谱分析法为基础;其后随着扫镜电镜的发展，为了适应其工作的特点，又以能谱分析法作为X射线元素分析的基础。在扫描电镜的各种成分分析技术中，X射线元素分析法的分析精度最高(原子序数大于11的元素分析误差约1%左右)，因此这种成分分析技术应用最广。

X射线波谱分析3波谱仪的基本原理和分析特点1原理2X射线波谱分析法的基本原理依据的是莫塞莱定律1/λ=K(Z-σ)，只要鉴定出样品被激发出的特征X射线的波长λ，就可以确定被激发的物质中所含有的元素。3为了确定从试样上所激发出的特征X射线谱的波长，通常在靠近样品的地方放一个晶体检测器，其中装有晶面间距d为已知的晶体作为分析晶体。当电子束打在样品上，激发出来的各种特征x射线的波长以一定角度θ照射到分析品体时，只有满足布拉格定律λ=2dsinθ，波长λ的特征X射线才会发生衍射。式中d已知，并且是固定不变的。因此，可以通过测量角θ求出特征X射线的波长λ。从而确定出试样所含的元素。4只要连续改变θ角.就可以在与入射方向交叉成2θ角的相应方向上接收到各种单一波长的X射线信号。从而展示适当波长以内的全部x射线波谱。5由于一种晶体的晶面间距d是一个固定值，它只能对一定波长范围的x射线起作用，为了分析更大范围内的X射线，往往在检测器上装有几个不同d值的晶体。6

X射线波谱分析法的特点是适于做成分的定量分析和元素分布浓度扫描，但要求被分析试样表面光滑。分析元素范围从Be到U，分析区域尺寸可以少到1μm的块状试样，重量浓度分析灵敏度大约是0.01%-0.001%，定量分析的精度为士（2-5）%，在某种情况下可优于1%。但是，采用X射线波谱分析法分析时电子束流大，会对样品造成较大的污染和损伤；分析速度慢，占据空间大；不能同时进行全元素分析。分析特点

二、检测中常见的问题6

根据上述要求，正确的制样方法如下:为了把试样表面磨平，可以用细金刚砂代替氧化铝粉作抛光剂，这样可以得到更平的表面。试样表面经抛光后应充分清洗，不使抛光剂留在表面，最好用超声波清洗。如果试样表面要经过金相腐蚀后才能确定被分析部位，则可以采用浅腐蚀以确定分析位置，再在其周围打上显微硬度作为标记，然后抛掉腐蚀层，再进行分析。对易氧化样品，制备好后应及时分析，不宜在空气中放置过久。对于导电试样，如果样品的尺寸过小，则可把它用镶嵌材料压成金相试块，再对被分析表面磨光。所采用的镶嵌材料应具有良好的导电性和一定的硬度。对于非导体的样品，需要在其表面喷上一层碳、铝、铬、金等导电膜。

1根据被分析元素的范围，选用最合适的分析晶体，一般来说，选择其d值接近待测试样波长的分析晶体，这样衍射效率高、分辨本领好且峰背比值大。分析晶体的选择为了从试样表面上激发物质所包含元素的特征X射线谱，要求电子探针的加速电压大于物质所包含元素的临界激发电压。当分析含量极微的元素时，应采用较高的加速电压以提高分析的灵敏度。加速电压的选择2

三、分析方法9X射线显微分析有定性分析和定量分析，定性分析是检测样品有哪些元素以及样品内元素的分布情况，定量分析是计算样品内各元素的含量。定量分析是在定性分析的基础上，运用一定的数学和物理模型，经过大量的计算而得出结果。

101.定性分析(1)点分析将电子探针照射在样品的某一微区或特定点上，对该点作元素的定性和定量分析，即为点分析。(2)线分析当电子束在试样某区域内沿一条直线作缓慢扫描的同时，记录其X射线的强度(它与元素的浓度成正比)分布，就可以获得元素的线分布曲线。(3)面分析当电子束