扫描电镜成分分析

扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)的成分分析技术是一种基于电子束与样品相互作用产生特征X射线的微区元素分析方法。以下为关键点介绍:
一、基本原理
- 激发机制:电子束轰击样品表面时,原子内层电子被激发产生空穴,外层电子跃迁填补空穴并释放特征X射线。
- 能量识别:EDS通过检测特征X射线的能量(与元素原子序数相关)和强度,确定元素种类及相对含量。
二、核心特点
- 非破坏性:样品无需特殊处理即可完成分析,保持原始形貌。
- 快速高效:单次分析可覆盖元素周期表中B-U的元素,检测时间短。
- 微区分析能力:空间分辨率达微米至纳米级别,支持点、线、面分析模式。
- 灵敏度高:可检测低至0.1-1wt%的元素含量。
三、分析模式
- 点分析:针对特定微区(如晶界、夹杂物)进行定性/定量分析,适用于低含量元素检测。
- 线扫描:沿选定路径分析元素含量变化,用于研究涂层、扩散层等梯度成分。
- 面扫描:显示元素在二维空间内的分布,通过颜色亮度反映含量差异(定性)。
四、数据解读
- 能谱图:横坐标为特征X射线能量(keV),纵坐标为光子数(CP);峰位对应元素种类,峰高与含量相关(需结合标准谱图定量)。
- 元素分布图:通过伪彩色图像直观展示元素富集或缺失区域。
五、应用领域
- 材料科学:金属/陶瓷相组成、界面元素偏析、涂层/镀层厚度分析。
- 失效分析:异物鉴定、腐蚀产物成分检测。
- 生物/地质:矿物成分、生物组织微区元素分布研究。
六、注意事项
- 样品要求:导电性差样品需喷金/碳处理以避免荷电效应。
- 局限性:无法检测H、He、Li等轻元素;化合物结构判定需结合其他技术(如XRD)。
通过上述技术组合,SEM-EDS在材料表征、工业检测及科研领域展现了强大的综合分析能力