电子探针的用途有哪些
电子探针的用途有哪些
电子探针分析技术(EPMA)是一种应用较早、且至今仍具有独特魅力的多元素分析技术。,因此在很多的领域都有电子探针的应用,例如:地质学、宝玉石鉴定、刑侦等。
电子探针分析方法
利用电子探针分析方法可以探知材料样品的化学组成以及各元素的重量百分数。分析前要根据试验目的制备样品,样品表面要清洁。用波谱仪分析样品时要求样品平整,否则会降低测得的X射线强度。
电子探针应用领域
电子探针的最早应用领域是金属学。对合金中各组成相、夹杂物等可作定性和定量分析,直观而方便,还能较准确地测定元素的扩散和偏析情况。此外,它还可用于研究金属材料的氧化和腐蚀问题,测定薄膜、渗层或镀层的厚度和成分等,是机械构件失效分析、生产工艺的选择、特殊用材的剖析等的重要手段。
电子探针的主要用途
电子探针又称微区X射线光谱分析仪、X射线显微分析仪。其原理是利用聚焦的高能电子束轰击固体表面,使被轰击的元素激发出特征X射线,按其波长及强度对固体表面微区进行定性及定量化学分析。主要用来分析固体物质表面的细小颗粒或微小区域,最小范围直径为1μm左右。分析元素从原子序数3(锂)至92(铀)。绝对感量可达10-14至10-15g。近年形成了扫描电镜-显微分析仪的联合装置,可在观察微区形貌的同时逐点分析试样的化学成分及结构。广泛应用于地质、冶金材料、水泥熟料研究等部门。
电子探针的应用
由于电子探针需要在真空环境下对样品进行微区化学成分定性和定量分析,且分析灵敏度很高,所以电子探针在科学检测领域运用很广。下面简要介绍一下电子探针在地学、材料学中的应用。
1、电子探针测定地质体的年龄
前电子探针测试技术,只有用U,Th,Pb对锆石、独居石的测年发展的较为成熟。研究表明,电子探针测定的化学年龄均在传统的同位素法测定年龄的范围之内,尤其是较古老的地质体,其测试精度高。
另外,由于电子探针的原位分析和高空间分辨率特点,为区域大地构造和显微构造的形成提供了一种全新的地质年代数据,从而为变质、变形作用过程中P(压力)一T(温度)一t(时间)一D(变形)之间的关系提供了绝对时间的制约,为解决显微构造和结构分析长期存在的问题提供了新的方法。
同时,该技术也长用于岩石、矿物和矿床学中,可对矿石的来源、不同矿物的不同环带、不同世代的成分演化乃至时间演化进行分析,据此可以得到许多岩石结构、矿床成因、变质作用及地质找矿等方面的信息。
2、电子探针在材料学的应用
材料在使用过程中不可避免地会遭受环境的侵蚀。为保护母材,成品件常常需要进行表面防腐处理。有时为利于加工,在工序之间也进行镀膜处理。由于镀膜的表面形貌和深度对使用性能具有重要影响。镀膜的深度很薄,由于光学显微镜放大倍数的局限性,使用镜相方法检测镀膜的深度和镀层与母材的结合情况比较困难,而电子探针却可以很容易完成。
使用电子探针观察分析镀层表面形貌是方便、易行的有效方法,样品无需制备,只需直接放入样品室内即可放大观察。电子探针可得知材料表面有无凹陷、凸出以及裂纹、毛刺和起皮等。
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