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扫描电子显微镜SEM在材料成分分析中的样品制备和能谱分析

SEM配合EDS能谱可以同时看形貌和成分

扫描电子显微镜SEM是材料微观形貌观察的标准工具。跟光学显微镜相比,SEM的分辨率可以达到纳米级别。配合能谱仪EDS之后,还能分析样品微小区域的元素组成。SEM-EDS在材料成分分析、失效分析和异物识别中应用非常广泛。样品可以是金属、陶瓷、塑料、薄膜、纤维等各种形态。

样品制备的好坏直接决定成像质量。导电样品如金属直接把样品用导电胶粘在样品台上就可以观察。不导电样品如塑料、陶瓷需要在表面喷镀一层导电层,常用镀金或镀碳。镀金层的厚度控制在10到20nm之间,太厚会掩盖表面细节,太薄则导电效果不够。粉末样品可以先分散在导电胶上,然后用压缩空气吹掉多余的粉末。生物样品需要经过固定、脱水、干燥后才能观察。

EDS能谱分析的原理是用高能电子束轰击样品表面,样品原子中的内层电子被激发跃迁,同时发射出特征X射线。不同元素发射的X射线能量不同,EDS探测器收集这些X射线信号后可以判定元素种类和含量。EDS的检测范围从元素周期表中的铍到铀,对大多数元素的检测限在0.1%到0.5%之间。轻元素如碳、氮、氧的检测精度较差。

点分析、线扫描和面分布三种模式各有用处。点分析把电子束固定在样品的一个点上,分析该点的元素组成。线扫描让电子束沿一条直线移动,观察元素沿线的分布变化。面分布让电子束在设定的区域内扫描,用不同颜色显示各元素的分布情况。面分布可以用来观察材料中填料的分散均匀性。

SEM-EDS在异物分析中的应用最多。一个电子产品出现短路故障,在显微镜下发现两引脚之间有一个微小颗粒。EDS分析这个颗粒的成分发现含有大量碳和氧,以及少量的氯和钠,判断是助焊剂的残留物。这种分析对于找到产品失效的根本原因很有帮助。如果你需要做SEM-EDS分析或者对样品制备有疑问,可以点击页面上的在线咨询按钮。

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