Энергетический спектрометр сканирующего зеркала (EDS) является важным инструментом для анализа состава элементов на основе взаимодействия электронного луча с образцом, принципы и применение которого можно обобщить следующим образом:

Принцип

Основной принцип EDS заключается в том, чтобы использовать электронный луч для бомбардировки поверхности образца, чтобы стимулировать электронный переход внутри атома образца и генерировать характерные рентгеновские лучи. Структура уровней электронов за пределами ядра атомов различных элементов различна, и энергия рентгеновского излучения, выделяемая при переходе, имеет свойства (т.е. характерную энергию), и качественный анализ элементов может быть достигнут путем обнаружения распределения энергии этих рентгеновских лучей; Интенсивность рентгеновских лучей связана с содержанием элементов, и в сочетании со стандартной коррекцией образцов можно дополнительно завершить полуколичественный анализ. Конкретный процесс: после того, как рентгеновский фотон входит в детектор, в кристалле кремния (Si) возбуждаются пары электрон - дырка, количество которых пропорционально энергии фотона. Собирая эти зарядовые сигналы и преобразуя их в импульсы напряжения, они классифицируются мультиканальным анализатором и в конечном итоге генерируют спектрограмму дисперсии энергии (спектр EDS), которая определяет тип элемента и относительное содержание в образце.

приложение

Материаловедение: EDS может анализировать распределение микрокомпонентов металлов, керамики, высокомолекулярных и других материалов, таких как обнаружение сегрегации элементов на границе кристаллов металлов, фаз примесей в керамических материалах или распределения наполнителей в высокомолекулярных композитах.

Анализ отказов: выявление причин отказа путем определения аномалий элементов на поверхности разлома или в зоне коррозии. Например, анализ содержания кислорода в металлических трещинах позволяет определить, является ли это результатом окислительной коррозии.

Геология и минералы: быстрая идентификация минеральных компонентов, таких как различение кварца (SiOneneneek) и полевого камня (KalSinenenebj O₈) или обнаружение микрополезных элементов в руде (например, золото, серебро).

Биомедицина: анализ состава элементов на поверхности биоткани или медицинского имплантата, например, обнаружение отложений кальция и фосфора на поверхности имплантата из титанового сплава, оценка эффекта консолидации костей.

Промышленный контроль качества: мониторинг толщины покрытия поверхности изделия и однородности состава, например, обнаружение содержания золота (Au) в покрытии электронных компонентов или анализ антикоррозионного покрытия автомобильных деталей.

Технические преимущества

EDS в сочетании со сканирующими зеркалами (SEM) позволяет синхронизировать морфологические наблюдения и анализ состава в микроскопическом масштабе (от микрона до наноуровня), а также быстро анализировать (обычно в течение нескольких минут), небольшое повреждение образца, подходит для твердых веществ, порошка, пленки и других форм образцов. Ограничение заключается в том, что количественная точность зависит от электропроводности образца, выравнивания поверхности и других факторов, в сочетании со стандартным образцом или методом коррекции для повышения точности.