【正文】 * 12位自動(dòng)進(jìn)樣器 * 無(wú)標(biāo)樣半定量軟件 * 系數(shù)計(jì)算模式 * 小巧、輕便 * 可分析液體和固體樣品 荷蘭帕納科公司產(chǎn) Mini系 MiniPal型小型 X射線(xiàn)能譜儀 能譜儀 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 技術(shù)參數(shù) 探頭： HIQ高靈敏度探頭，樣品 池容量 磁體：永久磁體，自動(dòng)溫控，強(qiáng) 度 ，共振頻率 20MHz 典型應(yīng)用領(lǐng)域 ： ◆快速測(cè)定化學(xué)纖維含油率 ◆快速測(cè)定燃油中的氫含量 ◆快速測(cè)定油中的分子量 ◆快速測(cè)定 PVC中的增塑劑 ◆快速測(cè)定有機(jī)玻璃 (PMMA)中的橡膠 主要特點(diǎn) （ 65秒鐘）無(wú)損檢測(cè)多種理化指標(biāo) 3. 無(wú)污染，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害 波譜儀 英國(guó) MQA7020臺(tái)式 核磁共振波譜儀 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 。 EDAX公司的 OIM（電 子背散射衍射取向成像分析系 統(tǒng)）和 ACT（自動(dòng)晶體學(xué)分析 系統(tǒng)）構(gòu)成一體化分析系統(tǒng)。 工作方式 BaF2晶界的線(xiàn)掃描分析 a)形貌像及掃描線(xiàn)位置； (b)0及 Ba元素在掃描線(xiàn)位置上的分布 2300 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 面掃描 電子束在樣品表面 作光柵式面掃描，以特 定元素 x射線(xiàn)的信號(hào)強(qiáng) 度調(diào)制陰極射線(xiàn)管熒光 屏亮度，獲得該元素質(zhì) 量分?jǐn)?shù)分布的掃描圖像。常 用的修正方法有 “ 經(jīng)驗(yàn)修正法 ” 和 “ ZAF”修正法． 分析方法 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 定點(diǎn)分析 對(duì)樣品表面選定區(qū)域 作定點(diǎn)的全譜掃描，改 變晶體的衍射角 θ，記 錄下 x射線(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度隨波 長(zhǎng) λ的變化曲線(xiàn)，將譜 線(xiàn)強(qiáng)度峰值所對(duì)應(yīng)的波 長(zhǎng)與標(biāo)淮波長(zhǎng)相比較， 即得分析微區(qū)內(nèi)所含元 素的定性結(jié)果，同時(shí)還 可對(duì)所含元素的質(zhì)量分 數(shù)進(jìn)行定量分析。 ? 定量分析 定量分析時(shí)，記錄下樣品發(fā)射 特征譜線(xiàn)的波長(zhǎng)和強(qiáng)度 ，然后將樣 品發(fā)射的特征譜線(xiàn)強(qiáng)度 (每種元素選最強(qiáng)的譜線(xiàn) )與標(biāo)樣 (一般為純?cè)? 素標(biāo)樣 )的同名譜線(xiàn) 相比較，確定 出該元素的 含量 。 特點(diǎn)： 波長(zhǎng)分辨率很高； 缺點(diǎn)是 X射線(xiàn)信號(hào) 利用率低，強(qiáng)度損失大。 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 Johansson為解決因?yàn)榉止舛鴮?dǎo)致收 集的單一波長(zhǎng)信號(hào)弱的問(wèn)題，采用將 分光晶體適當(dāng)彎曲，并使 X射線(xiàn)源、 彎曲分光晶體表面及 X射線(xiàn)檢測(cè)器同 時(shí)位于半徑為 R的聚焦圓。對(duì)于由多種元素組成的樣品，則可激發(fā)出各個(gè) 相應(yīng)元素的特征 x射線(xiàn)。 能譜儀 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 波譜儀 波譜儀（波長(zhǎng)分散譜儀， WDS）的工作原理： 主要利用晶體對(duì) X射線(xiàn)的布拉格衍射原理。 缺點(diǎn)： ?能量 分辨率低 （ 130ev），峰背比低； ?工作條件要求嚴(yán)格。 Si(Li)檢測(cè)器中 Li的作用： Si晶體中的微量雜質(zhì)使導(dǎo)電率隨含量迅速增大，成為 p或 N型半 導(dǎo)體 .為降低訊號(hào)的直流本底噪聲，預(yù)先在 370～ 420K溫度下施加 電壓擴(kuò)散 “ 滲入 ” 離子半徑很小的鋰原子（即 “ 漂移 ” ）形成一定寬度 的中性層，提高電阻。 ? ????? ZC1 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 能譜儀， 即能量分散譜儀 （ EDS）亦稱(chēng)為 非色散譜儀 （ NDS）， 關(guān)鍵部件為 鋰漂移硅固態(tài)檢測(cè)器， 習(xí)慣為 Si(Li)檢測(cè)器。 分為：波譜儀和能譜儀兩類(lèi)。 利用電子探針可以方便地分析從 “ Be到 U”之間的 所有元素。 三、掃描電鏡樣品的制備 微柵上沉積的單壁納米 C管 100000x 螺旋形碳管 9157x 四、掃描電鏡在材料研究中的應(yīng)用 化學(xué)方法生長(zhǎng)的 ZnO納米陣列 100000x 傾斜 35度 C球上載 Pt顆粒 400000x 顆粒大小 46nm 四、掃描電鏡在材料研究中的應(yīng)用 第七節(jié) 電子探針 X射線(xiàn)顯微分析 電于探針 X射線(xiàn)顯微分析儀 (簡(jiǎn)稱(chēng)電子探針儀， EPA 或 EPMA)，是利用聚焦到很細(xì)且被加速到 5～ 30kev 的電子束，轟擊用顯微鏡選定的待分析樣品上的某 “ 點(diǎn) ” 利用高能電子與固體物質(zhì)相互作用時(shí)所激發(fā)出的特征 X射線(xiàn)波長(zhǎng)和強(qiáng)度的不同，來(lái)確定分析區(qū)域中的化學(xué) 成分 。 （ 2 ） 消耗貴金屬少 ， 每次僅約幾毫克 。 4 、鍍膜 一是 真空鍍膜 ，另一種是 離子濺射鍍膜。 ；非導(dǎo)電或?qū)щ娦暂^差的材料，要先在材料表面形成一層導(dǎo)電膜，防止電荷積累影響圖象質(zhì)量及試樣的熱損傷。對(duì)磁性試樣要預(yù)先去磁，以免觀察時(shí)電子束受到磁場(chǎng)的影響。新斷開(kāi)的斷口或斷面，一般不需要進(jìn)行處理，以免破壞斷口或表面的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 其它 二、主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理 三、掃描電鏡樣品的制備 1 ．對(duì)試樣的要求試樣可以是 塊狀或粉末顆粒，真空中穩(wěn)定 ，含有水分的試樣應(yīng)先烘干除去水分。 真空系統(tǒng)： 保證光學(xué)系統(tǒng)正常工作、保證燈絲壽命、防止樣品污染。 圖像顯示記錄系統(tǒng)： 將信號(hào)檢測(cè)放大系統(tǒng)收集的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茱@示在陰極射線(xiàn)管 熒光屏上的圖像，供觀察記錄。 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 二、主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理 信號(hào)檢測(cè)放大系統(tǒng)： 收集（探測(cè)）樣品在入射電子作用下產(chǎn)生的各種物理信號(hào)并 放大。可采用橫向靜電場(chǎng)及 橫向磁場(chǎng)。由上表可知，場(chǎng)發(fā)射槍最佳。 掃描電鏡的特點(diǎn) 一、掃描電子顯微鏡的工作原理與構(gòu)造 掃描電鏡主要由電 子光學(xué)系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系 統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)放大系統(tǒng)、 圖像顯示和記錄系統(tǒng) 真空系統(tǒng)和電源系統(tǒng) 組成。 （ 8）可進(jìn)行多種功能的分析 與 X射線(xiàn)譜儀配接，可在觀察形貌的同時(shí)進(jìn)行微區(qū)成分分析；配有光學(xué)顯微鏡和單色儀等附件時(shí)，可觀察陰極熒光圖像和進(jìn)行陰極熒光光譜分析等。 （ 7）可以通過(guò)電子學(xué)方法有效地控制和改善圖像的質(zhì)量，如通過(guò)，調(diào)制可改善圖像反差的寬容度，使圖像各部分亮暗適中。 （ 3） 放大倍數(shù)變化范圍大 一般為 15～ 202200倍 ， 最大可達(dá) 10～ 1000000倍 ， 對(duì)于多相 、 多組成的非均勻材料便于低倍下的 普查和高倍下的觀察分析 。 掃描電鏡的工作原理 一、掃描電子顯微鏡的工作原理與構(gòu)造 （ 1） 可觀察直徑為 0～ 30mm的大塊試樣 (在半導(dǎo)體工業(yè)可以觀察更 大直徑 )， 制樣方法簡(jiǎn)單 。 一、掃描電子顯微鏡的工作原理與構(gòu)造 掃描電鏡的工作原理 聚焦電子束與試樣相互作用， 產(chǎn)生二次電子發(fā)射（以及其它物理 信號(hào)），二次電子發(fā)射量隨試樣表 面形貌而變化。其中 二次電 子是最主要的成像信號(hào) 。 掃描電鏡是用聚焦電子束在試樣 表面逐點(diǎn)掃描成像。 加速電壓： 0～ 30KV 放大倍數(shù)： 0～ 80萬(wàn)倍 工作距離： 1～ 50mm 傾斜角度： 7度～ 45度 X射線(xiàn)能譜： 分辨率： 130ev 分析范圍 :BU 有超高分辨率，能做各 種固態(tài)樣品表面形貌的二次 電子像、反射電子像及圖像 處理。掃描電 鏡是利用掃描電子束掃描固體試樣表面， 收集二次電子和部分背散射電子信號(hào)，經(jīng) 放大器放大得到圖像。 高分子材料 四、 透射電鏡在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用 結(jié)晶性高分子材料觀察 聚乙烯球晶 偏光顯微照片 周期性的同心消光環(huán) 聚乙烯 球晶表面復(fù)型照片 晶片扭曲 消光環(huán) 四、 透射電鏡在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用 a b 濃溶液中得到的二維球晶像 —— 晶片 （ b）為 (a)中方框放大像 結(jié)晶性高分子材料觀察 四、 透射電鏡在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用 PE串晶 （攪拌過(guò)飽和 PE液結(jié)晶得到 ） PE伸直鏈片晶 （ ,220℃ 等溫 結(jié)晶 20h得到） 結(jié)晶性高分子材料觀察 四、 透射電鏡在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用 經(jīng)超聲波破壞的 PP單晶 （施加一定頻率的超聲波使懸濁 液中的單晶受到破壞而變形） PP單晶熱處理后的形態(tài) （結(jié)晶厚度增加） 結(jié)晶性高分子材料觀察 四、 透射電鏡在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用 將高分子乳液滴到帶有支持膜的銅網(wǎng)上，經(jīng)染色可以觀察乳液的顆粒并計(jì)算粒徑的大小及分布，同時(shí)還可清晰看到種子聚合得到的核 — 殼結(jié)構(gòu)。 電解雙噴儀 TEM制樣設(shè)備 形狀 結(jié)構(gòu) 預(yù)處理 方法 注意 試樣舉例 懸濁液 單晶 ， 固－液 膠體 稀釋到肉眼看 是白色渾濁態(tài) 懸濁法 分散劑用水時(shí) ， 用碳補(bǔ)強(qiáng)火棉膠作支持膜 聚乙烯 聚甲醛等 細(xì) 粉 末 分散在穩(wěn)定的分散劑里 懸濁法 直接撒上法 加凡士林 ，表面活性劑 ，火棉膠混合 糊狀法 試樣可施加機(jī)械力 顆粒 μ級(jí) 無(wú)定型 （ 非晶） 內(nèi)部 染色 、 包埋 包埋切片 在 Tg以下切片 橡膠 ，PMMA,HIPS 表面 自制膜 二級(jí)復(fù)型 結(jié)晶 內(nèi)部 冷凍 、 粉碎 粉末 表面 制膜或簡(jiǎn)易制膜自制膜 一級(jí)復(fù)型 二級(jí)復(fù)型 超薄膜 非結(jié)晶及結(jié)晶 直接固定 SBS 薄膜 非晶體 內(nèi)部 切片 在 Tg以下 橡膠中的填料 染色 切片 共混聚合物 （二）直接樣品的制備 形狀 結(jié)構(gòu) 預(yù)處理 方法 注意 試樣舉例 薄膜 單晶 內(nèi)部 化學(xué)刻蝕 懸濁法 染色 切片 注 意 取 相 變化 包埋后斷口刻蝕 復(fù)型 表面 無(wú)自由表面時(shí)進(jìn)行表面刻蝕 一級(jí)復(fù)型二級(jí)復(fù)型 結(jié)晶性高分子薄膜 把纖維束包埋 ，切斷表面進(jìn)行刻蝕 切片 注意取向變化 除表面刻蝕外再自制膜或簡(jiǎn)易制膜 復(fù)型 表面 制膜或簡(jiǎn)易制膜 一級(jí)復(fù)型