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      掃描電鏡可以分析元素組成嗎?

      日期:2025-01-22

      掃描電鏡 (SEM) 可以分析樣品的元素組成。這通常通過與 SEM 配套的能譜儀 (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS 或 EDX) 或波譜儀 (Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy, WDS) 實現。以下是詳細說明:

      1. SEM 元素分析的原理

      當高能電子束轟擊樣品表面時,會產生以下信號:

      特征 X 射線:當電子束激發樣品原子的內層電子,并使其躍遷到外層時,原子會發射特定能量的 X 射線。這種特征 X 射線的能量和波長是元素特有的,可以用來識別樣品中的元素種類和含量。

      2. 元素分析的常用技術

      (1) 能譜分析 (EDS/EDX)

      工作原理:檢測樣品發射的特征 X 射線的能量,確定元素種類。

      優點:快速、易用,適合定性和半定量分析。

      可分析從硼 (B) 到鈾 (U) 的大多數元素。

      限制:對輕元素(如氫、鋰、鈹)的檢測靈敏度較低。

      空間分辨率受電子束散射影響,通常在 1 微米左右。

      (2) 波譜分析 (WDS)

      工作原理:檢測樣品發射的特征 X 射線的波長,利用晶體衍射原理分析元素。

      優點:精度和分辨率高,適合定量分析。

      對輕元素的檢測靈敏度高。

      限制:分析速度較慢。

      儀器成本較高。

      3. SEM 元素分析的優點

      多功能性:SEM 可以同時觀察樣品的形貌和元素分布。

      微區分析:能在微米級或更小的區域內分析元素組成,適合研究材料的局部成分變化。

      元素分布圖:通過面掃描 (mapping) 技術生成樣品表面元素分布圖,直觀顯示不同元素的分布情況。

      4. SEM 元素分析的局限性

      檢測深度有限:X 射線的發射深度通常為 1-2 微米,僅反映樣品表面的元素組成。

      輕元素靈敏度較低:EDS 對輕元素(如碳、氧、氮)的檢測效果不如 WDS。

      定量分析誤差:定量分析結果可能受到樣品表面粗糙度、電子束散射和基體效應的影響,需要校正。

      5. 樣品準備要求

      樣品需要導電或涂覆導電層(如金、鉑)。

      非導電樣品的涂覆可能影響輕元素的檢測結果。

      樣品表面需平整,以減少信號干擾。

      6. SEM 元素分析的應用

      材料科學:分析金屬、陶瓷、復合材料的元素組成。

      地質學:檢測礦物和巖石中的元素分布。

      半導體行業:分析薄膜和微結構的成分。

      生物學:研究生物樣品(如植物、骨骼)中的元素含量。

      以上就是澤攸科技小編分享的掃描電鏡分析元素組成。更多掃描電鏡產品及價格請咨詢


      TAG:

      作者:澤攸科技


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