电子探针分析过程浅析
电子探针的分析原理及构造
电子探针在找矿方面的应用一、电子探针-基本概念电子探针仪是 X射线光谱学与电子光学技术相结合而产生的。
1948年法国的R.卡斯坦制造了第一台电子探针仪。
1958年法国首先制造出商品仪器。
电子探针仪与扫描电子显微镜在结构上有许多共同处。
70年代以来生产的电子探针仪上一般都带有扫描电子显微镜功能，有的还附加另一些附件，使之除作微区成分分析外，还能观察和研究微观形貌、晶体结构等。
用波长色散谱仪（或能量色散谱仪）和检测计数系统，测量特征X射线的波长（或能量）和强度，即可鉴别元素的种类和浓度。
在不损耗试样的情况下，电子探针通常能分析直径和深度不小于1微米范围内、原子序数4以上的所有元素；但是对原子序数小于12的元素，其灵敏度较差。
常规分析的典型检测相对灵敏度为万分之一，在有些情况下可达十万分之一。
检测的绝对灵敏度因元素而异，一般为10-14～10-16克。
用这种方法可以方便地进行点、线、面上的元素分析，并获得元素分布的图象。
对原子序数高于10、浓度高于10％的元素，定量分析的相对精度优于±2％。
电子探针仪主要包括：探针形成系统 (电子枪、加速和聚焦部件等)、X射线信号检测系统和显示、记录系统、样品室、高压电源和扫描系统以及真空系统。
二、电子探针-结构特点电子探针X射线显微分析仪(简称电子探针)利用约1Pm的细焦电子束，在样品表层微区内激发元素的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度，进行微区化学成分定性或定量分析。
电子探针的光学系统、真空系统等部分与扫描电镜基本相同，通常也配有二次电子和背散射电子信号检测器，同时兼有组织形貌和微区成分分析两方面的功能。
电子探针的构成除了与扫描电镜结构相似的主机系统以外，还主要包括分光系统、检测系统等部分。
电子探针主要由电子光学系统（镜筒），X射线谱仪和信息记录显示系统组成。
电子探针和扫描电镜在电子光学系统的构造基本相同，它们常常组合成单一的仪器。
电子光学系统该系统为电子探针分析提供具有足够高的入射能量，足够大的束流和在样品表面轰击殿处束斑直径近可能小的电子束，作为X射线的激发源。
电子行业电子探针显微分析方法
电子行业电子探针显微分析方法引言在现代电子行业中，电子制造过程中的材料和器件的质量控制是非常重要的。
为了确保电子产品的性能和可靠性，需要对材料中的缺陷和杂质进行精确的分析和检测。
电子探针显微分析方法是一种常用的技术，为电子行业提供了一种非常有效的分析工具。
本文将介绍电子探针显微分析方法的原理和应用。
电子探针显微分析方法的原理电子探针显微分析方法是利用高能电子束与物质的相互作用来进行材料分析的方法。
它基于电子束和样品之间的相互作用，通过分析电子束与样品相互作用后产生的信号，来获取样品的组成、结构和性质等信息。
电子探针显微分析方法主要包括以下几个方面：1.能谱分析：通过分析在样品与电子束相互作用后产生的X射线，可以得到样品的元素组成和含量等信息。
这对于分析材料中的杂质和控制样品的化学成分非常重要。
2.成分分析：通过对样品进行扫描，检测原子或化学组分的分布和浓度，可以评估材料的均一性和制备工艺的质量。
这对于确定电子器件中的材料特性和缺陷非常重要。
3.形貌分析：通过对样品表面的形貌进行观察和分析，可以评估材料的表面形态和结构特征。
这对于确定材料的纯度和表面处理效果非常重要。
4.结构分析：通过在样品表面刻蚀或切割，然后使用电子探针进行断面观察，可以获得材料内部结构的信息。
这对于评估材料的晶体结构和内部缺陷非常重要。
电子探针显微分析方法的应用电子探针显微分析方法在电子行业中有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1. 材料研究电子探针显微分析方法可以用于对新材料的研究。
通过对样品的成分分析和结构观察，可以评估材料的性能和潜在应用。
这对于新材料的开发和应用具有重要意义。
2. 电子器件制造在电子器件制造过程中，电子探针显微分析方法用于评估材料的质量和性能。
通过对电子器件中的材料进行成分分析和缺陷观察，可以提前发现潜在的故障和问题，并采取相应的措施来解决。
3. 故障分析当电子产品出现故障时，电子探针显微分析方法可以用于确定故障的原因和位置。
_扫描电镜与电子探针分析
_扫描电镜与电子探针分析扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）和电子探针分析（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy，EDS）是现代材料科学和纳米技术领域中广泛应用的两种重要分析技术。
本文将分别介绍扫描电镜和电子探针分析的原理、仪器结构和应用。
一、扫描电镜（SEM）扫描电镜是一种基于电子束的显微镜，通过聚焦的电子束对样品表面进行扫描，获得高分辨率的图像。
相比传统光学显微镜，SEM具有更高的分辨率和更大的深度聚焦能力。
SEM的工作原理如下：1.电子源：SEM使用热阴极电子枪产生的高速电子束。
电子束由一根细丝产生，经过加热后电子从细丝上发射出来。
2.透镜系统：电子束经过电子透镜系统进行聚焦和调节。
透镜系统包括几个电磁透镜，用于控制电子束的聚焦和扫描。
3.样品台：样品台用于固定样品并扫描表面。
样品通常需要涂覆导电性材料，以便电子束可以通过样品表面。
4.探测器：SEM使用二次电子和背散射电子探测器来检测从样品表面散射的电子。
这些探测器可以转化为图像。
SEM可以提供高分辨率的表面形貌图像，并通过电子束的反射和散射来分析样品的成分、孔隙结构和晶体结构等。
其应用广泛，包括材料科学、纳米技术、电子器件等领域。
二、电子探针分析（EDS）电子探针分析是一种基于X射线的成分分析技术，常与扫描电镜一同使用。
EDS可以对样品的元素成分进行快速准确的定性和定量分析。
其工作原理如下：1.探测器：EDS使用一个固态半导体探测器来测量从样品发射的X射线。
当样品受到电子束轰击时，样品中的元素原子被激发并发射出特定能量的X射线。
2.能谱仪：EDS使用能谱仪来分析探测到的X射线，该仪器能够将X 射线能量转换成电压信号，并进行信号处理和分析。
3.能量分辨率：EDS的精度取决于能谱仪的能量分辨率，分辨器的能量分辨率越高，分析结果越准确。
4.谱库：EDS使用事先建立的元素谱库进行定性和定量分析。
电子探针分析过程浅析
电子探针分析过程浅析电子探针（EPMA）是非常先进的元素定性和定量分析设备，是目前微区元素定量分析最准确的仪器。
它使用细聚焦电子束入射样品表面，激发出样品元素的特征X射线，分析X射线的波长，即可知道样品中所含元素的种类；分析特征X射线的强度，可知样品中对应元素的相对含量，并配置能谱仪分析附件。
电子探针可进行图像观察，并获得元素的定性定量分析数据。
它的应用能为钢铁产品的研发工作及质量控制提供准确、有效的分析数据。
针对此课题，本报记者采访了首钢技术研究院检验高级工程师严春莲。
电子探针在钢铁工业中有非常重要的作用，国内外许多科研院所、钢铁企业都利用电子探针进行固体样品的微区（微米到纳米级）分析，可分析的元素范围是B5—U92。
它利用细聚焦的电子束照射样品，可查明钢铁样品微区中的元素成分，尤其是可以对C、N、O等轻元素进行定性定量分析，X射线取出角可达52.5°，以高信噪比及高灵敏度检测钢材中较轻元素的含量可达ppm级。
这是扫描电镜所不能胜任的，因为扫描电镜和能谱仪一般是对元素周期表中Na元素以后的重元素进行定性和半定量分析。
现阶段，利用电子探针已经突破这一局限，大大方便研发人员对样品中的轻元素进行微观分析研究。
如板材产品会出现明显的碳偏析和析出相，通过电子探针进行微区观察分析，会有助于生产实际问题的解决，促进新产品强化机理问题的深入研究。
另外，电子探针还可以进行镀层成分、厚度的测定、粒度分布的测定及断面分析等。
电子探针无疑是钢铁企业提高科研水平、改善产品质量的一种非常有效的技术手段。
与传统的成分分析仪相比，电子探针更偏重成分的微区定量分析，处于微米级的分析精度，它的检测极限一般为0.01—0.05wt%，对原子序数大于11，含量在10wt%以上的元素，其相对误差通常小于2%。
而光谱类的分析仪是较宏观的检测，处于毫米级的分析精度。
以380CL 车轮钢开裂分析为例，裂纹从边部开裂，沿着中心偏析带附近往里扩展，但未曾沿着中心偏析带开裂。
电子探针分析方法 结构与工作原理
电子探针分析方法结构与工作原理一、引言电子探针分析方法是一种常用的表面分析技术，可以用于研究材料的表面形貌、化学成分和电子结构等。
本文将详细介绍电子探针分析方法的结构和工作原理。
二、电子探针分析方法的结构电子探针分析方法主要由以下几个部分组成：1. 电子枪电子枪是电子探针分析仪器中的核心部件，它产生高能电子束。
电子枪通常由阴极、阳极和加速电极等组成。
阴极发射电子，经过加速电极加速后形成电子束。
2. 聚焦系统聚焦系统用于将电子束聚焦到一个小的区域，以提高分辨率。
聚焦系统通常由一组磁铁和透镜组成，通过调节磁场和电场来实现电子束的聚焦。
3. 电子探测器电子探测器用于检测电子束与样品相互作用后产生的信号。
常用的电子探测器包括二次电子探测器和能量色散X射线谱仪。
二次电子探测器可以获得样品表面的形貌信息，而能量色散X射线谱仪可以获得样品的化学成分信息。
4. 样品台样品台是用于支撑和定位样品的平台。
样品台通常具有多个自由度的运动，以便于对样品进行精确定位和调整。
三、电子探针分析方法的工作原理电子探针分析方法的工作原理基于电子束与样品相互作用后产生的信号。
主要包括以下几个步骤：1. 电子束的生成与聚焦电子束由电子枪产生，并经过聚焦系统聚焦到一个小的区域。
聚焦系统通过调节磁场和电场来实现电子束的聚焦，以提高分辨率。
2. 电子束与样品的相互作用电子束与样品相互作用后，会发生多种物理与化学过程，如电子散射、电子俘获、电子激发等。
这些相互作用会产生二次电子、背散射电子、X射线等信号。
3. 信号的检测与分析电子探测器用于检测电子束与样品相互作用后产生的信号。
二次电子探测器可以获得样品表面的形貌信息，而能量色散X射线谱仪可以获得样品的化学成分信息。
通过对信号的检测与分析，可以得到关于样品表面形貌、化学成分和电子结构等方面的信息。
4. 数据处理与图像重建获得的信号经过数据处理与图像重建，可以得到样品的表面形貌图像、元素分布图像等。
电子探针实验报告
电子探针实验报告《电子探针实验报告》摘要：本实验利用电子探针技术对样品进行表面形貌和成分分析。
通过调节探针的位置和能量，我们成功地观察到了样品表面的微观结构和化学成分。
实验结果表明，电子探针技术是一种非常有效的表面分析方法，可以为材料研究和工程应用提供重要的信息。
引言：电子探针技术是一种利用高能电子束对样品表面进行扫描和分析的方法。
它具有高分辨率、高灵敏度和非破坏性等优点，被广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域。
本实验旨在通过电子探针技术对样品进行表面形貌和成分分析，为学生提供实践机会，加深对该技术的理解和应用。
实验方法：1. 准备样品：选择不同的材料样品，如金属、陶瓷、聚合物等。
2. 调节仪器参数：根据样品的特性和分析需求，调节电子探针的加速电压、束流强度和探测器位置等参数。
3. 进行扫描分析：将样品放置在电子探针仪器上，通过控制电子束的位置和能量进行表面扫描和成分分析。
4. 数据处理和分析：根据实验结果，对样品的表面形貌和成分进行分析和解释。
实验结果：通过电子探针技术，我们成功地观察到了样品的表面形貌和成分。
在金属样品上，我们清晰地观察到了微观的晶粒结构和表面缺陷；在聚合物样品上，我们发现了不同区域的化学成分差异。
这些结果为我们提供了关于样品表面特性的重要信息，为材料研究和工程应用提供了参考。
结论：电子探针技术是一种非常有效的表面分析方法，具有高分辨率、高灵敏度和非破坏性等优点。
通过本实验，我们深入了解了电子探针技术的原理和应用，为今后的科研工作和工程实践提供了重要的参考和指导。
希望通过本实验，能够激发学生对科学研究和技术创新的兴趣，培养他们的实践能力和创新精神。
实验6 电子探针(能谱仪)结构原理及分析方法
实验6 电子探针（能谱仪）结构原理及分析方法一、实验目的与任务1) 结合电子探针仪实物，介绍其结构特点和工作原理，加深对电子探针的了解。
2)选用合适的样品，通过实际操作演示，以了解电子探针分析方法及其应用。
二、电子探针的结构特点及原理电子探针X射线显微分析仪(简称电子探针)利用约1Pm的细焦电子束，在样品表层微区内激发元素的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度，进行微区化学成分定性或定量分析。
电子探针的光学系统、真空系统等部分与扫描电镜基本相同，通常也配有二次电子和背散射电子信号检测器，同时兼有组织形貌和微区成分分析两方面的功能。
电子探针的构成除了与扫描电镜结构相似的主机系统以外，还主要包括分光系统、检测系统等部分。
本实验这部分内容将参照第十四章，并结合实验室现有的电子探针，简要介绍与X射线信号检测有关部分的结构和原理。
三、实验方法及操作步骤电子探针有三种基本工作方式：点分析用于选定点的全谱定性分析或定量分析，以及对其中所含元素进行定量分析；线分析用于显示元素沿选定直线方向上的浓度变化；面分析用于观察元素在选定微区内浓度分布。
1．实验条件(1) 样品样品表面要求平整，必须进行抛光；样品应具有良好的导电性，对于不导电的样品，表面需喷镀一层不含分析元素的薄膜。
实验时要准确调整样品的高度，使样品分析表面位于分光谱仪聚焦圆的圆周上。
(2) 加速电压电子探针电子枪的加速电压一般为3～50kV，分析过程中加速电压的选择应考虑待分析元素及其谱线的类别。
原则上，加速电压一定要大于被分析元素的临界激发电压，一般选择加速电压为分析元素临界激发电压的2～3倍。
若加速电压选择过高，导致电子束在样品深度方向和侧向的扩展增加，使X射线激发体积增大，空间分辨率下降。
同时过高的加速电压将使背底强度增大，影响微量元素的分析精度。
(3) 电子束流特征X射线的强度与入射电子束流成线性关系。
为提高X射线信号强度，电子探针必须使用较大的入射电子束流，特别是在分析微量元素或轻元素时，更需选择大的束流，以提高分析灵敏度。
electron probe analysis -回复
electron probe analysis -回复电子探针分析引言电子探针分析是一种用于表征物质组成和结构的强大技术工具。
它结合了电子显微镜和光谱仪的原理和优势，具有高灵敏度、高分辨率和非破坏性的特点。
本文将介绍电子探针分析的原理、仪器和应用，并详细解释其每个步骤。
一、仪器和原理电子探针是一种结合了电子显微镜和光谱仪的复合仪器，可以同时获得样品的形貌和成分信息。
它由电子枪、电子光学系统、样品区域、探测器和数据处理系统组成。
1. 电子枪电子枪是电子探针的核心部件，它产生高能电子束。
电子枪中的热阴极通过加热产生自由电子，这些电子被聚束在一个很小的电子束中。
聚束电子束的能量可以通过电流、加速电压和透镜系统来调节。
2. 样品区域样品区域是放置待测试样品的地方。
在电子探针分析中，通常使用金属或非金属样品。
样品区域通常具有细密定位功能，以确保仪器可以准确地扫描和分析不同区域。
3. 探测系统探测系统用于检测样品中的不同元素、成分以及它们的浓度和分布情况。
最常用的探测系统包括能量色散X射线光谱仪和波长色散X射线光谱仪。
它们可以检测到多种元素，并提供丰富的成分信息。
二、操作步骤1. 样品处理在进行电子探针分析之前，需要对样品进行适当的处理。
这包括切割、研磨和抛光样品，以获得光滑平整的表面。
样品的尺寸和形状必须适合固定在样品区域，并保持稳定。
2. 调节仪器参数在开始实际分析之前，需要根据样品的性质和要求调节电子枪的参数。
这包括电流、加速电压和透镜系统。
合适的参数可以确保获得高质量的扫描图像和准确的成分分析。
3. 扫描和成像一旦仪器参数调整完毕，可以使用电子探针进行样品的扫描和成像。
电子束从电子枪发出，并通过透镜系统和扫描线圈来聚焦和定位。
扫描电子显微镜可以获得样品的形貌和微观结构的详细图像。
4. 分析和成分检测通过对扫描图像进行分析，可以确定样品中的元素和化合物。
电子探针的探测系统将检测到样品发射的X射线，并将其转化为能谱。
电子探针实验报告
电子探针实验报告引言本实验旨在介绍电子探针的原理、制作过程以及实际应用。
通过本实验的学习，可以更加深入地了解电子探针的工作原理和使用方法，为今后的科学研究和实验操作提供基础知识。
实验材料•铜线•9V电池•电线剪刀•马克笔•夹子•实验面板•电压表实验步骤1.使用电线剪刀将铜线剪成合适长度，并用马克笔标记两端，以便识别。
2.将一端的铜线插入实验面板上的夹子中，并夹紧。
3.将另一端的铜线插入电压表上的插孔中，并固定位置。
4.将电压表的另一端插入9V电池的正极插孔上。
5.用实验面板上的夹子将电池的负极与铜线夹紧。
6.打开电压表观察读数，并记录下来。
7.分别更换不同长度和直径的铜线，重复步骤4-6，记录电压表的读数。
8.将实验结果整理并进行数据分析。
实验结果与分析通过实验我们测得了不同长度和直径的铜线的电压表读数。
根据实验结果可以发现，铜线的长度和直径与电压表读数存在一定的关系。
具体分析如下：•铜线长度：当铜线的长度较长时，电压表读数会相对较小；当铜线的长度较短时，电压表读数会相对较大。
这是因为铜线的电阻与其长度成正比，电压表读数与电流和电阻的乘积成正比，因此铜线越长，电压表读数越小。
•铜线直径：当铜线的直径较大时，电压表读数会相对较小；当铜线的直径较小时，电压表读数会相对较大。
这是因为铜线的电阻与其截面积成反比，电压表读数与电流和电阻的乘积成正比，因此铜线越粗，电压表读数越小。
综上所述，铜线的长度和直径会影响电压表的读数，这与电子探针的原理相符。
实际应用电子探针作为一种重要的实验工具，在科学研究、实验操作和工程制造等领域都有广泛的应用。
以下是一些电子探针的实际应用案例：1.材料研究：通过电子探针可以对材料的电导率、电阻率、温度等物理特性进行测量，为材料研究提供重要数据。
2.电路测试：电子探针可以帮助工程师对电路中的电压、电流进行检测和测量，从而确保电路的正常工作。
3.生物医学研究：电子探针可以用于测量人体内部的电活动，对心电图、脑电图等进行记录和分析，为医学研究提供数据支持。
电子探针分析方法 结构与工作原理
电子探针电子探针所谓电子探针是指用聚焦很细的电子束照射要检测的样品表面，用X射线分光谱仪测量其产生的特征X射线的波长和强度。
由于电子束照射面积很小，因而相应的X射线特征谱线将反映出该微小区域内的元素种类及其含量。
显然，如果将电子放大成像与X射线衍射分析结合起来，就能将所测微区的形状和物相分析对应起来(微区成分分析)，这是电子探针的最大优点。
/bbs/redirect.php?fid=22&tid=3788&goto=nextnewset电子探针分析方法子探针分析方法利用电子探针分析方法可以探知材料样品的化学组成以及各元素的重量百分数。
分析前要根据试验目的制备样品，样品表面要清洁。
用波谱仪分析样品时要求样品平整，否则会降低测得的X射线强度。
一定性分析1 点分析用于测定样品上某个指定点的化学成分。
下图是用能谱仪得到的某钢定点分析结果。
能谱仪中的多道分析器可使样品中所有元素的特征X射线信号同时检测和显示。
不像波谱仪那样要做全部谱扫描，甚至还要更换分光晶体。
2 线分析用于测定某种元素沿给定直线分布的情况。
方法是将X射线谱仪（波谱仪或能谱仪）固定在所要测量的某元素特征X射线信号（波长或能量）的位置上，把电子束沿着指定的方向做直线轨迹扫描，便可得到该元素沿直线特征X射线强度的变化，从而反映了该元素沿直线的浓度分布情况。
改变谱仪的位置，便可得到另一元素的X射线强度分布。
下图为50CrNiMo 钢中夹杂Al2O3的线分析像。
可见，在Al2O3夹杂存在的地方，Al的X射线峰较强。
3 面分析用于测定某种元素的面分布情况。
方法是将X射线谱仪固定在所要测量的某元素特征X射线信号的位置上，电子束在样品表面做光栅扫描，此时在荧光屏上便可看到该元素的面分布图像。
显像管的亮度由试样给出的X射线强度调制。
图像中的亮区表示这种元素的含量较高。
下图为34CrNi3Mo钢中MnS夹杂物的能谱面分析图像。
（a）S的面分析像(b) Mn的面分析像二定量分析定量分析时，先测得试样中Y元素的特征X射线强度IY，再在同一条件下测出已知纯元素Y的标准试样特征X射线强度IO。
第六章电子探针显微分析详述
能谱仪
能谱仪
Carbon Calcium
Silicon Overlaying
波谱仪和能谱仪的比较
操作特性 分析方式
分析元素范围 分辨率
波谱仪（WDS） 用几块分光晶体 顺序进行分析 4Be～92U
与分光晶体有关，~5 eV
波谱仪和能谱仪的比较
Superposed EDS and WDS spectra from BaTiO3. The EDS spectrum shows the strongly overlapped Ba La-Ti Ka and Ba L1-Ti K peaks. The WDS peaks are clearly resolved.
滑，分析速度较慢，需要用较大的束流，从而容易引起样品 和镜筒的污染。
能谱仪虽然在分析元素范围、探测极限、分辨率等方面不如 波谱仪，但其分析速度快，可用较小的束流和微细的电子束， 对试样表面要求不如波谱仪那样严格，因此特别适合于与扫 描电子显微镜配合使用。
目前扫描电镜与电子探针仪可同时配用能谱仪和波谱仪，构 成扫描电镜-波谱仪-能谱仪系统，使两种谱仪优势互补，是 非常有效的材料研究工具。
1．电子探针仪的分析方法
(1) 定点定性分析
能谱谱线的鉴别可以用以下二种方法： (1)根据经验及谱线所在的能量位置估计某一峰或
几个峰是某元素的特征X射线峰，让能谱仪在荧 光屏上显示该元素特征X射线标志线来核对； (2)当无法估计可能是什么元素时，根据谱峰所在 位置的能量查找元素各系谱线的能量卡片或能量 图来确定是什么元素。
几何收集效率
分析精度 (浓度>10%，Z>10)
电子探针实验报告
电子探针实验报告电子探针实验报告引言：电子探针是一种用于研究物质微观结构和性质的重要工具，它通过探测物质中的电子行为来获取有关其性质和组成的信息。
本实验旨在探究电子探针的原理、应用以及实验方法，并通过实际操作来验证其有效性。
一、电子探针的原理电子探针利用电子的波粒二象性以及其与物质的相互作用来获取信息。
其原理主要包括以下几个方面：1. 粒子性：电子作为一种粒子，具有质量和电荷，可以通过加速器获得足够的能量，进而穿透物质表面，与物质内部相互作用。
2. 波动性：电子也具有波动性，其波长与其动能有关。
通过测量电子的波长，可以推断出物质的晶格结构和间距。
3. 散射：电子与物质相互作用时，会发生散射现象。
通过测量散射角度和强度，可以了解物质的成分和结构。
二、电子探针的应用电子探针在材料科学、纳米技术、生物医学等领域具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用案例：1. 材料分析：电子探针可以用于分析材料的成分和结构，如金属合金的成分分析、纳米材料的晶格结构分析等。
2. 表面形貌观察：电子探针可以用于观察物质表面的形貌，如纳米材料的形貌观察、生物细胞的表面形态观察等。
3. 薄膜测量：电子探针可以用于测量薄膜的厚度和成分，如薄膜的厚度测量、薄膜中元素分布的分析等。
三、电子探针实验方法本实验使用的电子探针为扫描电子显微镜（SEM），其操作方法如下：1. 样品制备：将待测样品制备成均匀的薄片或粉末，并固定在样品台上。
2. 调节参数：根据样品的性质和实验需求，调节加速电压、束流亮度等参数。
3. 扫描观察：将样品台放入SEM仪器中，通过控制电子束的扫描和探测系统，观察样品表面的形貌和特征。
4. 数据分析：根据SEM的观察结果，进行数据处理和分析，如测量样品尺寸、分析元素分布等。
四、实验结果与讨论本实验选择了一块金属合金样品进行观察和分析。
通过SEM观察，我们发现样品表面存在颗粒状的晶体结构，并且晶体之间存在一定的间隙。
通过测量晶体的尺寸和间距，我们可以推断出该金属合金的晶格结构和成分。
现代材料分析方法——电子探针X射线显微分析
对于测定元素在材料相界和晶界上的富 集与贫化是十分有效的。
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线扫描分析
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（3）面扫描分析
电子束在试样表面进行面扫描，谱仪只 检测某一元素的特征x射线位置，得到由许多 亮点组成的图像。亮点为元素的所在处，根 据亮点的疏密程度可确定元素在试样表面的 分布情况。
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面扫描分析
亮区代表元素含量高，灰区代表元素含量较低， 黑色区域代表元素含量很低或不存在。
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基本工作方式：
（1）定点元素全分析（定性或定量）：电子 束固定在分析的某一点（微区），改变晶体的 衍射角，记录该点不同元素的x射线λ和I。根 据谱线强度峰的位置波长确定微区含有元素； 根据元素某一谱线的强度确定元素的含量。
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（2）线扫描分析：
聚焦电子束在试样沿一直线慢扫描，同时 检测某一指定特征x射线的瞬时I，得到特征x射 线I沿试样扫描线的分布。（元素的浓度分布）
④分析元素范围宽。4Be－92U； ⑤样品表面要求平整、光滑。
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二、能量色散谱仪（EDS）
利用固态检测器（锂漂移硅）测量每个 x射线光子的能量，并按E大小展谱，得到以 能量为横坐标、强度为纵坐标的x射线能量 色散谱，显示于荧光屏上。
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工作原理
锂漂移硅检测器，习惯记Si(Li)探测器。
x射线光子进入Si晶体内，产生电子–空穴 对，在100K左右温度时，每产生一个电子–空 穴对消耗的平均能量为3.8eV。能量为E的x射 线光子所激发的电子–空穴对数N为：
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7.1 电子探针仪的构造及工作原理
定性分析原理：
具有足够能量的细电子束轰击试样表 面，激发特征x射线，其波长为：
1 K(Z ) λ与样品材料的Z有关，测出λ ，即可 确定相应元素的Z。
第三章 电子探针分析方法
第三章 电子探针分析方法第一节 方法原理 一、信息的产生及其特征二、图谱形成及分辨率三、定量分析四、定性分析第二节 仪器描述 一、仪器组成二、X射线谱仪－波谱仪三、能量色散谱仪四、能量分析仪－多道脉冲波高分析仪五、处理、显示系统第三节 应用示例一、成分分析二、状态分析¾信息的特征性本方法是基于聚焦电子束对被测原子内壳层电子的非弹性散射后发生的辐射跃迁（产生特征X 射线），其能量是电子跃迁前后所处能级的差值，即有：第一节 方法原理一、信息产生及其特征EE E h ∆=−=终态初态ν电子的能级结构决定于原子，是特征的。
因此，辐射的波长或能量也是特征的，具有指纹性9探测器窗口对分析元素的限制X射线显微分析方法，由于X射线的接收是通过一个铍制的窗口，铍窗对X射线存在吸收，能量小于约1keV的X射线基本上被吸收而探测不到而Z小的元素本身的X射线产额很低，因此普通的铍窗口探测器只能探测原子序数Z≥11（钠）的元素为能分析低Z的元素，1980年代以来国际上开发了所谓的无窗口探测器和极薄窗口探测器，或用对低能X射线吸收小的材料（如BN薄膜）制备窗口，可以对Z≥5（硼）的元素进行定性定量分析9分析灵敏度与原子序数关系从各系谱线产额随Z而变化的规律可知，分析的灵敏度也是随原子序数Z 增加而提高：Z>22，灵敏度为100ppm；10<Z<22，灵敏度为1000ppm；5<Z<10，灵敏度为10000ppm（1%）9分辨率决定于谱线的半高宽（FWHM）由探测器测到的信号（光电过程，将X射线量子转变为电脉冲信号）服从高斯分布（非对称），形成高斯峰，其峰的FWHM即谱仪的分辨率，是谱仪性能的重要指标。
FWHM除决定于不同谱线系外，还决定于探测器的类型（即与仪器有关）¾方法特点与局限特点微区小，达1∼30µm3（5∼30keV加速电压、束斑1∼5µm条件下）灵敏度高，绝对灵敏度为10-15g无损测定简单快速，对多元组成试样可一次显谱（全谱）可进行点、线、面成分分布测定缺点与局限对轻元素不灵敏，一般Z≥11（Na），若用BN薄膜窗口，可分析到硼不适于作大面积内平均成分分析对长波段X射线，难以找到合适的分光晶体和较理想的X光探测器仪器较昂贵，结构较复杂二、图谱形成及分辨率¾图谱形成当入射电子束进入试样，即试样中所有元素的不同线系特征X射线都可能会被激发和发射为了对特定元素进行有效检测，就必须首先对各个不同波长（或能量）的特征X射线进行鉴别分析，即进行展谱━━波长展谱或能量展谱，然后对各种波长（能量）特征X射线分别进行计算测量，形成图谱波谱━━以波长为依据进行展谱(Wavelength Dispersion Spectroscopy )能谱━━以能量为依据进行展谱(Energy Dispersion Spectroscopy)图谱作为成分分析的基本功能（或主要参数）有：定性判据：波长（或能量）的特征性，通过展谱后进行分析定量分析：选定波长（或能量）的信息强度，通过计算测量得到一个X光量子hν入射到气体管，因其能量不同，可能电离的Ar+-e’对数目不同，则输出的脉冲高度不同。
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==电子探针实验报告篇一：实验六电子探针结构原理及分析方法实验六电子探针结构原理及分析方法一、实验内容及实验目的1．结合电子探针仪实物，介绍其结构特点和工作原理，加深对电子探针的了解。
2．选用合适的样品，通过实际操作演示，以了解电子探针分析方法及其应用。
二、电子探针的结构特点及原理电子探针X射线显微分析仪(简称电子探针)利用约1μm的细聚焦电子束，在样品表层微区内激发元素的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度，进行微区化学成分定性或定量分析。
电子探针的光学系统、真空系统等部分与扫描电镜基本相同，通常也配有二次电子和背散射电子信号检测器，同时兼有组织形貌和微区成分分析两方面的功能。
电子探针的构成除了与扫描电镜结构相似的主机系统以外，还主要包括分光系统、检测系统等部分。
本实验这部分内容将参照教材，并结合实验室现有的电子探针，简要介绍与X射线信号检测有关部分的结构和原理。
三、电子探针的分析方法电子探针有三种基本工作方式：点分析用于选定点的全谱定性分析或定量分析、以及对其中所含元素进行定量分析；线分析用于显示元素沿选定直线方向上的浓度变化；面分析用于观察元素在选定微区内的浓度分布。
1．实验条件(1) 样品：样品表面要求平整，必须进行抛光；样品应具有良好的导电性，对于不导电的样品，表面需喷镀一层不含分析元素的薄膜。
实验时要准确调整样品的高度，使样品分析表面位于分光谱仪聚焦圆的圆周上。
(2) 加速电压：电子探针电子枪的加速电压一般为3~50kV，分析过程中加速电压的选择，应考虑待分析元素及其谱线的类别。
原则上加速电压一定要大于被分析元素的临界激发电压，一般选择加速电压为分析元素临界激发电压的2~3倍。
若加速电压选择过高，导致电子束在样品深度方向和侧向的扩展增加，使X射线激发体积增大，空间分辨率下降。
实验六电子探针结构原理及分析方法
实验六电子探针结构原理及分析方法电子探针是一种常用的表面分析仪器，主要用于研究材料的表面形貌、表面成分和表面结构。
本实验主要介绍电子探针的结构原理及常用的分析方法。
一、电子探针的结构原理电子探针主要由以下组成部分构成：1.电子枪：电子枪是产生并加速电子束的装置。
它由阴极、阳极和栅极组成，通过电子枪产生的电场和磁场将电子束加速并定向到样品表面。
2.样品台：样品台是用于固定样品的平台，通常具有微调功能，可调整样品的位置和角度。
3.探头：探头是连接电子枪与样品的部分，主要由电子透镜和对象器组成。
4.电子探测器：电子探测器用于检测样品表面反射、散射或发射的电子，将其转化为电信号并进行放大和处理，最终形成图像或谱图。
5.显示器与计算机：将电子探测器输出的信号通过显示器显示，并通过计算机进行数据处理和图像生成。
电子探针的工作原理是利用电子束与样品表面相互作用产生的信号来分析样品的性质。
当电子束照射到样品表面时，会与样品中的原子、分子和晶体产生相互作用，引起样品表面的不同反应。
根据样品与电子束之间的相互作用类型，电子探针可以分为以下几种分析方法。
二、电子探针常用的分析方法1.电子能谱分析：电子能谱分析是电子探针的主要应用之一，它是通过测量样品反射或散射的电子能谱来研究样品的成分和结构。
电子能谱可以提供样品中元素的信息、元素化学状态、表面形貌等多种信息。
通过比对标准样品的能谱图，可以确定待测样品中的元素组成及含量。
2.扫描电镜观察：扫描电镜是利用电子束与样品表面相互作用产生的信号来观察样品表面形貌的方法。
相比传统的光学显微镜，扫描电镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数。
通过调整扫描电镜的参数，可以获得样品表面的高分辨率图像，观察样品的形貌、纹理和微观结构。
3.能谱成像：能谱成像是将电子探针的能谱分析与扫描电镜观察相结合的一种方法。
通过在样品表面进行连续的电子能谱分析，可以获得样品表面不同位置的元素组成信息。
将这些信息与扫描电镜获得的图像相结合，就可以得到具有元素分布和形貌信息的能谱成像图像。
表面分析方法——电子探针
表面物理化学结课论文——电子探针表面分析方法及原理学院（系）：专业：学生姓名：学号：教学老师：完成日期：目录摘要................................................................................................................... - 1 -一、显微分析方法................................................................................................... - 1 -1.1电子探针显微分析 .............................................................................. - 1 -1.2离子探针显微分析 .............................................................................. - 1 -1.3低能电子衍射分析 .............................................................................. - 2 -1.4俄歇电子能谱分析 .............................................................................. - 2 -1.5 场离子显微镜与原子探针 .................................................................. - 3 -1.6 扫描隧道显微镜 .................................................................................. - 3 -二、电子探针显微分析原理................................................................................... - 4 -2.1 电子光学系统与观察 .......................................................................... - 5 -2.2 X 射线分光(色散)系统....................................................................... - 5 -2.3 计算机系统 .......................................................................................... - 6 -三、电子探针仪的分析方法及应用....................................................................... - 7 -3.1 定性分析 .............................................................................................. - 7 -3.1.1 定点分析 ................................................................................... - 7 -3.1.2 线分析 ....................................................................................... - 7 -3.1.3 面分析 ....................................................................................... - 7 -3.2 定量分析 .............................................................................................. - 7 -3.3 电子探针的应用 .................................................................................. - 8 -3.3.1 断口分析 ................................................................................... - 8 -3.3.2 镀层表面形貌分析和深度检测 ............................................... - 8 -3.3.3 微区化学成分分析 ................................................................... - 8 -3.3.4 显微组织及超微尺寸材料的研究 ........................................... - 9 -3.3.5 催化剂研究 ............................................................................... - 9 -3.3.6 地质、矿物方面的应用 ........................................................... - 9 -3.3.7 在金属领域的应用 ................................................................. - 10 -3.3.8 生物学、医学及法学中的应用 ............................................. - 10 -参考文献........................................................................................................... - 11 -摘要材料表面分析方法有多重多样，随着科技的发展，表面分析仪器和技术有了很快速的发展，最大分辨率已经可以达到在原子分辨率的基础上显示表面的原子排列情况乃至鉴别单个原子的元素类别。
电子探针分析
IS 158788 WS 53.4% 53.4% 37.3% I 53.4S 227316
I Ni 71516 WNi 46.6% 100% 29.6% I100 Ni 241984
ICo 44870 WCo 100% 100% 21.9% I100Co 204979
若特征X射线检测器 的波长设置在某一数值 (对应某一元素)，在电子 束扫描过程中，根据不 同微区发射该波长信号 的强弱，可以得出该种 元素的分布。
➊WDS
通过衍射分光原理，测量X射线的波长 分散（分布）及强度，这种方法称波 长分散射谱仪，简称：
Wavelength Dispersive Spectrometer
1968年以后又提出一种方法，利 用固态检测器测量每个X射线光子的能 量并按其能量分类，记下不同能量的 光子的数目或数率（每称多少数目）， 这种方法称为能量分散谱仪，简称能 谱仪或EDS：
Energy Dispersive Spectrometer
波谱仪WDS
波谱仪即接收X-ray，进行不同波 长展谱的仪器。 当波长为λ的X射线照到晶体（单 体）上时，在散射角等于入射角的方 向如满足布拉格定律：
I46.6Fe=127693计数/30秒 I53.4S=227316计数/30秒 I53.4S=227316计数/30秒 INi=241984计数/30秒 ICo=204979计数/30秒
经过归一化得到的一级近似初始浓度是:
I Fe 10656 WFe 46.6% 46.6% 3.9% I 46.6Fe 127698
EPMA的分析方法
微区定性分析
1)元素分布状态分析
主要为背散射电子像与吸收电子像 分析。原子序数小的元素，背散射电子 像较暗，而吸收电子像正相反。
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电子探针分析过程浅析
电子探针（EPMA）是非常先进的元素定性和定量分析设备，是目前微区元素定量分析最准确的仪器。
它使用细聚焦电子束入射样品表面，激发出样品元素的特征X射线，分析X射线的波长，即可知道样品中所含元素的种类；分析特征X射线的强度，可知样品中对应元素的相对含量，并配置能谱仪分析附件。
电子探针可进行图像观察，并获得元素的定性定量分析数据。
它的应用能为钢铁产品的研发工作及质量控制提供准确、有效的分析数据。
针对此课题，本报记者采访了首钢技术研究院检验高级工程师严春莲。
电子探针在钢铁工业中有非常重要的作用，国内外许多科研院所、钢铁企业都利用电子探针进行固体样品的微区（微米到纳米级）分析，可分析的元素范围是B5—U92。
它利用细聚焦的电子束照射样品，可查明钢铁样品微区中的元素成分，尤其是可以对C、N、O等轻元素进行定性定量分析，X射线取出角可达52.5°，以高信噪比及高灵敏度检测钢材中较轻元素的含量可达ppm级。
这是扫描电镜所不能胜任的，因为扫描电镜和能谱仪一般是对元素周期表中Na元素以后的重元素进行定性和半定量分析。
现阶段，利用电子探针已经突破这一局限，大大方便研发人员对样品中的轻元素进行微观分析研究。
如板材产品会出现明显的碳偏析和析出相，通过电子探针进行微区观察分
析，会有助于生产实际问题的解决，促进新产品强化机理问题的深入研究。
另外，电子探针还可以进行镀层成分、厚度的测定、粒度分布的测定及断面分析等。
电子探针无疑是钢铁企业提高科研水平、改善产品质量的一种非常有效的技术手段。
与传统的成分分析仪相比，电子探针更偏重成分的微区定量分析，处于微米级的分析精度，它的检测极限一般为0.01—0.05wt%，对原子序数大于11，含量在10wt%以上的元素，其相对误差通常小于2%。
而光谱类的分析仪是较宏观的检测，处于毫米级的分析精度。
以380CL 车轮钢开裂分析为例，裂纹从边部开裂，沿着中心偏析带附近往里扩展，但未曾沿着中心偏析带开裂。
裂纹开裂处周边无夹杂，无氧化物，周边组织无脱碳现象。
利用金相显微镜、扫描电镜等分析后只能观察到有偏析带，但具体是什么成分偏析、偏析程度如何就无法准确判定，而利用电子探针分析发现试样中心偏析带附近存在着磷偏析带，裂纹沿着磷偏析带开裂。
根据这一结果，倒推出当时在炼钢生产时，同一时间生产的高强钢也发现了严重的磷偏析，现场生产异常排除后，车轮钢至今未发现因磷偏析引起的开裂。
目前，首钢技术研究院利用电子探针开发铸坯枝晶组织显示、枝晶偏析定量分析等技术处于国内领先水平。
通过设置适当的分析条件，电子探针的面、线、点分析功能可以较好地表征钢中微量元素的偏析状况，并可获得准确定量的微区化学成分。
对成分偏析含量低、组织
差异小的钢铁产品微观分析起到重要的作用。
电子探针属于精密分析仪器范畴，环境区域应防止电磁干扰、异常振动，保持温度（15—25℃）、湿度（30—60%），在实际操作过程中，注意样品杆要水平推进或拉出，用力不要过猛；不要接触镜筒、聚光镜部分；保持样品室真空；定期检查水箱水位、气瓶压力、机械泵油量等等，时刻保证仪器处于良好工作状态。