电子探针分析技术
材料研究方法电子探针
材料研究方法电子探针引言材料科学与工程领域的研究在推动技术进步和工业发展方面起着至关重要的作用。
为了更好地理解材料的物理和化学性质，科学家们使用了许多不同的研究方法。
其中，电子探针技术在材料研究中占据了重要地位。
本文将介绍电子探针在材料研究中的应用和其基本原理。
电子探针的定义电子探针是一种科学仪器，通过发射和探测电子束来提供材料表面、界面和体积的形貌和化学成分信息。
电子探针可以用于非常小尺寸的样品，提供高分辨率和高灵敏度的观测能力。
电子探针的构成和工作原理电子探针一般由以下几个部分组成：1.电子枪：发射电子束的装置。
2.准直系统：对发射的电子束进行准直和聚焦。
3.样品台：用于放置待研究的样品。
4.探测器：用于探测和测量与样品相互作用后的电子信号。
电子探针的工作原理如下：1.电子枪产生电子束，经过准直系统的准直和聚焦，使得电子束束径更加细小，提高了分辨率。
2.电子束照射到待研究的样品上，与样品发生相互作用。
3.样品与电子束相互作用后，电子探测器将探测到的电子信号转换为可读取的信号。
4.通过分析和处理探测到的电子信号，可以得到关于样品的形貌和化学成分等信息。
主要应用领域电子探针技术在材料科学研究领域有着广泛的应用。
下面列举了几个主要的应用领域：表面形貌观察通过电子探针技术可以对材料表面的形貌进行观察和分析。
高分辨率的电子探针在纳米尺度下可以观察到材料表面的微观形貌特征，例如晶体结构、表面缺陷和纳米颗粒等。
元素组成分析电子探针可以通过能量色散X射线光谱（EDS）分析样品的元素组成。
利用探测器对样品光谱进行测量，可以得到不同元素的含量和分布情况。
化学成分显微分析电子探针技术结合能谱成像（EDX）可以实现样品化学成分的显微分析。
通过扫描样品，并记录各点的EDS光谱，可以得到样品的元素分布情况和化学计量比。
界面分析电子探针技术还可以用于材料的界面分析。
通过将电子束照射在材料界面上，并分析探测到的反射电子信号，可以得到有关界面的信息，如结合强度和化学性质等。
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。
电子探针定性点分析安全操作及保养规程
电子探针定性点分析安全操作及保养规程1. 前言电子探针定性点分析技术是一种常见的表面化学分析方法，其原理是利用电子束轰击样品表面，从而促使样品中的原子和分子发生电离和解离，并通过质谱分析来检测产生的离子。
由于电子束对样品的影响较强，因此在使用电子探针进行定性点分析时需要特别注意安全操作和保养。
本文将从安全操作和保养两个方面介绍电子探针定性点分析的相关知识。
2. 安全操作2.1. 实验室安全使用电子探针进行定性点分析时，需要在实验室进行操作。
由于电子探针产生的电子束具有较强的能量，因此需要采取以下措施：•使用防护眼镜或面罩，保护眼睛免受电子束的伤害。
•穿戴实验室服或防护服以保护身体。
•确保实验室通风良好，避免电子束产生的有害气体滞留在空气中，影响实验人员的健康。
2.2. 仪器安全使用电子探针时需要注意以下情况：•避免电子探针受到冲击或振动。
•在使用电子探针时，必须用专用的软件控制电子束的移动和注入，以确保操作精准和安全。
•避免在电子探针工作时，在仪器上进行拆卸和维修。
2.3. 样品安全使用电子探针进行定性点分析时需要注意以下情况：•避免使用易燃、易爆、有毒或放射性样品进行实验。
•避免将手指或任何物品接触样品表面，以避免样品受到污染或破坏。
3. 保养规程电子探针是一种高精度的仪器，需要定期保养以保证其性能的稳定和准确性。
以下是对电子探针进行保养的一些规程：3.1. 日常保养•在使用电子探针前，必须进行预热，以达到工作温度，确保稳定的性能。
•在使用电子探针的过程中，需要对检测设备进行响应的清洁，保证数据的可靠性。
•在使用过程中，定期检查电子探针的各个部件是否完好，如有断裂或缺损需要及时更换。
•在使用后，清理并拆卸电子探针的各个部件，确保仪器的安全存储和保养。
3.2. 定期保养•需要定期检测电子探针的各个部件是否正常工作，如有异常需要及时维修。
•定期校准电子探针并对仪器性能进行评估，以确保分析结果的精确性。
电子探针显微分析
电子探针显微分析电子探针显微分析（Electron Probe Microanalysis，简称EPMA）是一种用于材料分析的先进技术。
它结合了扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，简称SEM）和能谱仪，能够提供高分辨率的成分分析和元素分布图像。
电子探针显微分析的原理是利用电子束和样品之间的相互作用。
首先，电子束通过集束系统聚焦到样品表面，与样品发生相互作用。
这些相互作用包括：在样品表面产生的次级电子、背散射电子和散射电子。
次级电子是从样品表面弹出的电子，背散射电子是从样品内部产生的电子，散射电子是从相互作用点散射出的电子。
次级电子和背散射电子是电子显微镜的常规成像信号，这部分信号可以用来获得样品的表面形貌和显微结构。
而散射电子则包含了样品的化学信息，通过能谱仪可以对这些散射电子进行能谱分析，获得样品的元素组成。
电子探针显微分析既可以定性分析材料中的元素，也可以定量分析元素的含量。
电子探针显微分析在材料科学、地质学、环境科学等领域广泛应用。
它可以对金属、陶瓷、半导体、岩石等各种材料进行分析。
在材料科学研究中，电子探针显微分析可以用于分析材料中的微观缺陷、晶体结构和化学成分。
在地质学研究中，它可以用于分析岩石样品中的矿物成分和地球化学元素分布。
在环境科学研究中，它可以对大气颗粒物、水体中的溶解物等进行化学成分分析。
除了成分分析，电子探针显微分析还可以进行元素的显微分布分析。
通过调整电子束的扫描区域和扫描速度，可以获得样品中元素的分布图像。
这些图像可以用来研究材料的相分离、溶质迁移和化学反应等过程。
总之，电子探针显微分析是一种强大的材料分析工具。
它提供了高分辨率、高灵敏度的成分分析和元素分布图像，对于研究材料的结构和性质具有重要意义。
未来，随着技术的不断进步，电子探针显微分析将在更多领域展示其潜力和应用价值。
电子探针显微分析
数据记录
记录每个扫描点的特征X 射线能量和强度，以及对 应的位置信息。
结果分析
根据扫描区域内各点的数 据，绘制元素或化合物的 分布图，并分析其空间分 布规律和变化趋势。
06
电子探针显微分析的数据处理与结果解释
数据处理的基本步骤
数据预处理
包括背景扣除、死时间校正、能量漂移校正等步 骤，以确保数据的准确性和可靠性。
烘干处理
将镀膜后的样品放入烘箱中，在适当的温度和时间下进行烘干，以 去除样品表面的水分和有机污染物，确保分析的准确性。
05
电子探针显微分析的实验方法
定点分析
01 选定分析点 在电子显微镜下选定感兴趣的区域或特定相，确定分 析点。
02 电子束聚焦 将电子束聚焦到分析点上，确保分析的准确性。
03 X射线激发 用高能电子束激发样品，产生特征X射线。
04
X射线检测
通过能量色散谱仪（EDS）检测特征X射线的能量和强 度。
05
定量分析
根据特征X射线的能量和强度，结合标准样品的数据 进行定量分析。
线扫描分析
X射线激发与检测
在扫描过程中，不断激发样品并 检测特征X射线。
电子束扫描
将电子束沿选定的扫描线进行连 续扫描。
数据记录
记录每个扫描点的特征X射线能 量和强度。
精准度高
相比其他分析方法，电子探针显微分析具有更高的精准度和灵敏度，能够检测 到ppm级别的元素含量，满足现代科学研究对高精度分析的需求。
电子探针显微分析的应用领域
01 02
材料科学
在材料科学领域，电子探针显微分析可用于研究合金、陶瓷、高分子等 材料的元素分布、相组成和微观结构，为材料性能优化和新材料开发提 供指导。
电子探针分析原理
重元素玻璃EDS谱线图
该玻璃含有Pb、 Ta、Ba、Si、O等 主要组分，以及Bi、 Al等微量组分
二、波谱定性分析
• 基本原理：在电子束的轰击下，样品产生组成元素的特征X 射线，然后由谱仪的分光晶体分光，计数管接收并转换成脉 冲信号，最后由计数器显示，或由记录仪记录下试样组成元 素的特征X射线全谱。
Ci Ii k C(i) I(i)
式中，Ci和C(i)分别为样品和标样中i元素的浓度，Ii和I(i) 分别为样品和标样中i元素的X射线强度。
二、定量分析数据的预处理
（一）背景修正 实验测得的特征X射线强度必须扣除连续X射线所造成的背
景强度，即进行背景修正。 测定背景值的方法有如下几种： (1)如果背景强度是X射线波长的线性函数，则在谱峰两侧偏
对于定量分析来说，这样的处理是远远不够的。这是因为X 射线强度比与元素浓度比之间并非呈简单的线性关系。造 成这种非线性关系的因素包括内因和外因两方面。
内因：①试样和标样对入射电子的原子序数效应；②试样和 标样对X射线的吸收效应；③试样和标样对X射线的荧光 效应。
外因：电子入射角、X射线的出射角以及电子加速电压等。 因此，在尽量保证外因影响最弱的情况下，就必须进行内因
一、能谱定性分析
• 根据探测器（正比计数管、闪烁计数管）输出脉冲幅度与 入射X射线在检测器中损耗能量之间的已知关系来确定X 射线能量。
• 分析原理：（1）样品中同一元素的同一线系特征X射线的 能量值是一定的，不同元素的特征X射线的能量值各不相 同。（2）利用能谱仪接收和记录样品中特征X射线全谱， 并展示在屏幕上。（3）然后移动光标，确定各谱峰ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能 量值，通过查表和释谱，可测定出样品组成。
electron probe analysis
electron probe analysis电子探针分析是一种用电子束照射材料并测量产生的各种信号来分析样品成分的高级技术。
它是一种精密而强大的分析方法，广泛应用于材料科学、地质学、生命科学等领域。
本文将深入探讨电子探针分析的原理、应用和发展趋势。
原理及仪器：电子探针分析的核心原理是基于电子与物质相互作用的过程。
当高能电子束照射到样品表面时，电子会与原子中的电子发生相互作用，导致样品发射出多种信号，包括X射线、二次电子、和退火电子。
通过测量这些信号的性质和数量，可以确定样品中的元素、结构和组分。
电子探针分析的仪器主要由电子枪、样品室、X射线谱仪和控制系统等组成。
电子枪产生高能电子束，照射到样品表面；样品室用于支持和定位样品；X射线谱仪检测和分析样品发射的X射线。
控制系统则负责调整仪器参数，以获取准确的分析结果。
应用领域：电子探针分析广泛应用于材料科学、地质学、金属学等多个领域。
在材料科学中，它常用于分析金属、陶瓷、半导体等材料的成分和微观结构。
在地质学中，电子探针分析可用于研究岩石和矿物的成分，提供关于地质过程和历史的重要信息。
在金属学中，电子探针分析可用于质量控制和材料研究，确保金属产品符合特定的标准。
技术优势：与传统的化学分析方法相比，电子探针分析具有许多技术优势。
首先，它具有极高的空间分辨率，能够在微米尺度上进行分析。
其次，电子探针分析不需要样品的特殊制备，适用于各种形状和尺寸的样品。
此外，它具有多元素分析的能力，可以同时检测多个元素，提高了分析的效率。
发展趋势：随着科技的不断进步，电子探针分析技术也在不断发展。
未来的发展趋势包括提高空间分辨率、降低分析的检测限、推动样品制备技术的创新等。
同时，与其他先进的分析技术结合，如扫描电子显微镜和能谱技术，将进一步拓展电子探针分析在科学研究和工业应用中的应用范围。
电子探针分析作为一种强大而高效的分析技术，对于材料研究和质量控制具有重要意义。
通过深入了解其原理、仪器、应用和未来发展趋势，我们可以更好地理解这一技术的优势和局限性，促进其在不同领域的广泛应用。
电子探针显微分析-课件
B、若电子束位置不变，改变晶体的位置，使(hkl) 晶面与入射X射线交角为θ2，并相应地改变检测器 的位置，就可以检测到波长为：
λ2= 2d sinθ2 的X射线。如此连续地操作，即可进行该定点的元 素全分析。若将发生某一元素特征X射线的入射角 θ固定，对样品进行微区扫描，即可得到某一元素 的线分布或面分布图像。
波谱仪有旋转式波谱仪和直进式波谱仪。 1)旋转式波谱仪
旋转式波谱仪虽然结构简单，但有三个缺点： a)其出射角φ是变化的，若φ2 ＜φ1，则出射
角为φ2的X射线穿透路程比较长，其强度就 低，计算时须增加修正系数，比较麻烦； b) X射线出射线出射窗口要设计得很大； c)出射角φ越小，X射线接受效率越低。
电子探针是目前微区元素定量分析最准 确的仪器。电子探针的检测极限(能检测到 的元素最低浓度)一般为（0.01－0.05）%， 不同测量条件和不同元素有不同的检测极限， 主元素定量分析的相对误差为(1—3)%，对 原子序数大于11的元素，含量在10% 以上 的时，其相对误差通常小于2%。
4. 不损坏试样、分析速度快
WDS 4Be－92U 慢 高（≈5eV） 10-2 (%)
定量分析准确度
高
X射线收集效率
低
峰背比（WDS/EDS） 10
EDS 4Be－92U 快 低（130 eV） 10-1 (%)
低 高 1
五、电子探针仪的实验方法
1、电子探针仪的操作特点 总的来说，除了与检测X射线信号有关的部件以
外，电子探针仪的总体结构与扫描电镜十分相似。 但两者的侧重点不同，因此这两种仪器对电子束的 入射角和电流强度的要求不同。
现在电子探针均与计算机联机，可以连续自 动进行多种方法分析，并自动进行数据处理和数 据分析。
电子行业11电子探针分析
电子行业 11 电子探针分析1. 简介在电子行业中，探针是一种常用的测试工具。
它可以用来检测电路中的信号或是检测电子设备的性能。
在本文中，我将介绍电子行业中常见的电子探针以及它们的应用。
2. 电子探针类型2.1 空气探针空气探针是一种常见的电子探针。
它通常由金属尖头和手柄组成，用于接触电路中的信号。
空气探针可以通过触点接收电路中的信号，并将其传输到测试仪器中进行分析。
空气探针常用于测量电路中的电压、电流和频率等参数。
2.2 刚性探针刚性探针是另一种常见的电子探针。
与空气探针不同，刚性探针使用硬的金属尖头来接触电路中的信号。
刚性探针通常用于测量小尺寸电子元件或者在封装较为复杂的电路上进行精确的测量。
刚性探针的尖头通常非常细小，可以准确地进行信号接触。
2.3 逻辑分析探针逻辑分析探针是一种特殊的电子探针，用于分析数字电路中的信号。
逻辑分析探针通常通过引脚或者针脚连接到电路的输出端口上，然后将信号传输到逻辑分析仪进行分析。
逻辑分析探针可以用于检测和分析电路中的高低电平、时序以及通信协议等。
2.4 海绵探针海绵探针是一种特殊的电子探针，其尖头以海绵的形式设计。
海绵探针通常用于敏感的电子元器件测量，可以减少尖头对电路的损伤。
海绵探针的尖头通常非常柔软，可以适应不同形状的元器件。
3. 电子探针的应用3.1 电路测试电子探针常用于电路测试中。
通过使用电子探针，我们可以轻松地检测电路中的信号，并将其传输到测试仪器中进行分析。
电子探针的使用可以帮助我们发现电路中的故障，并准确地测量电路的性能。
3.2 元器件测量电子探针可以用于精确测量元器件的参数。
例如，我们可以使用刚性探针来测量电阻、电容和电感等元器件的数值。
通过测量这些参数，我们可以准确地了解元器件的性能。
3.3 信号分析逻辑分析探针可以用于分析数字电路中的信号。
通过使用逻辑分析探针，我们可以了解电路中的高低电平、时序以及通信协议等。
这对于开发和调试数字电路非常有用。
《电子探针EPMA》课件
样品制备
1
块状样品制备
将固体样品磨制为平整的表面，以
薄膜样品制备
2
便电子束的扫描。
利用电子束蒸度样品制备
通过机械研磨和筛分等方法，制备 出粒度均匀的粉末样品。
EPMA的操作步骤
1
样品加载
2
将样品放置在扫描平台上，确保良
好的样品表面质量。
3
实验前检查
4
检查样品表面，调整仪器参数，确 保获得准确的分析结果。
数据解析
对获得的分析数据进行处理和解读，得出 准确的元素含量和分布。
EPMA的优缺点
优点
高空间分辨、准确度高、广泛应用于地质学、材料科学和半导体领域。
缺点
设备昂贵、操作复杂、对样品制备和操作技术要求严格。
结论
EPMA的重要性
EPMA是一种可靠、高效的微区分析技术，对 多个领域具有重要的应用价值。
电子探针EPMA
电子探针微区分析（Electron Probe Microanalysis，简称EPMA）是一种利用高 能电子束进行溶液化学成分分析的技术。本课件将介绍EPMA的应用领域、基 本原理以及操作步骤。
什么是电子探针EPMA
EPMA是一种利用电子束扫描样品表面，通过测量所散射、透射或发射的特性 X射线来定量分析元素含量的技术。它能提供高空间分辨、准确度高的微区分 析结果。
EPMA的应用领域
矿物学
用于矿物成分和矿物微区分析，对地质研究具有重要意义。
材料科学
用于材料成分表征、缺陷分析和结构表征，帮助改善材料性能。
半导体领域
用于半导体材料的掺杂分析、杂质分析和薄膜分析，对半导体工业具有重要作用。
EPMA的基本原理
EPMA利用电子束与样品相互作用产生的X射线谱来进行元素分析。主要原理包括电子束-样品相互 作用、X射线生成和检测、以及谱线分析和数据处理。
电子探针分析技术在金属矿鉴定中的应用
世界有色金属 2023年 6月上214电子探针分析技术在金属矿鉴定中的应用郭 嘉（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 ２５００３１）摘 要：市场经济的发展导致金属矿物的需求量越来越大，因此对金属矿石开采和鉴定的重要性也越来越凸显。
在众多金属矿物鉴定方法中，电子探针被广泛应用并显得十分重要。
该技术能够在应用过程中对微小金属矿进行检测，并且不会对样品造成任何损伤，因此受到了广泛应用。
电子探针分析技术常在多个方面进行应用，包括质量检测、金属材料检测、化学成分测定、细小材料研究等，为鉴定行业带来了重大影响。
在金属矿鉴定中，电子探针应用范围广泛，可用于测定金属矿的地质年龄、鉴定金属矿、研究系列金属矿等，已基本满足当前金属矿物鉴定的需求。
本文对电子探针技术的概述、应用原理和应用范围进行了总结，同时详细分析了其在金属矿鉴定中的应用过程，旨在推动电子探针分析技术在金属矿物开采和研究领域的进一步发展。
关键词：电子探针；金属矿；鉴定中图分类号：Ｐ５７５．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１１－０２１４－３Application of electron probe analysis technology in metal ore identificationGUO Jia（Ｎｏ．１ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔｅａｍ Ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｂｕｒｅａｕ Ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ Ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｊｉ’ｎａｎ ２５００３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍａｒｋｅｔ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ， ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｏｒｅｓ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ． Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ， ａｍｏｎｇ ｗｈｉｃｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅｓ ａｒｅ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｏｎｅ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｔｓ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｓｍａｌｌ ｍｅｔａｌ ｏｒｅｓ ｉｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃａｕｓｉｎｇ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ， ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍｅｔａｌ ｏｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｒｅａｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｍｅｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｆｉｎｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ， ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｉｎ ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ， ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｂｅｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｇｅ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ， ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ， ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ， ｅｔｃ．， ｗｈｉｃｈ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｍｅｅｔｓ ａｌｌ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａｎ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ， ａｎｄ ｓｃｏｐｅ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌ ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Keywords: ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｏｂｅ； Ｍｅｔａｌ ｏｒｅ； ａｐｐｒａｉｓａｌ收稿日期：２０２３－０３作者简介：郭嘉，女，生于１９８３年，汉族，山东日照人，研究生，高级工程师，研究方向：地质实验测试。
electron microprobe analysis
electron microprobe analysis什么是电子探针分析？电子探针分析（Electron Probe Microanalysis，EPMA）是一种用电子探针测量样品元素成分和化学组成的技术。
它结合了扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）和X射线光谱仪（X-ray Spectrometer）的功能，能够提供非常详细的元素分析信息。
电子探针分析的原理和工作方式是什么？电子探针分析基于电子与物质相互作用的原理。
当高能电子束照射样品时，样品会产生从电子束中散射出来的多种射线。
这些射线包括：反馈散射电子（Backscattered Electrons，BSE）、次级电子（Secondary Electrons，SE）和X射线。
通过检测和分析这些射线，就可以了解样品的成分和化学组成。
在电子探针分析中，首先需要设置电子探针的工作参数，如电子束的加速电压和电流。
随后，电子束聚焦在一个非常小的区域内，通常在纳米级别。
这使得电子探针可以非常精确地分析样品中的不同区域。
一旦电子束照射样品，会产生BSE、SE和X射线。
BSE是由于电子与样品原子的库仑散射产生的，而SE是由于电子与样品表面相互作用产生的。
这两种射线可以用于形成样品的图像。
同时，部分电子也会激发样品中的原子产生X射线。
这些X射线的能量与特定的元素相关，因此可以用于元素分析。
在电子探针分析中，主要关注的是样品中的关键元素。
通过测量X射线的能量和强度，可以确定这些元素的存在和浓度。
此外，还可以通过比较样品中的X射线谱和已知元素的标准谱图，确定样品中的其他元素。
什么样的样品适合进行电子探针分析？电子探针分析适用于各种类型的样品，包括固体、液体和粉末。
它可以用于金属、陶瓷、岩石、矿石、化合物和有机材料等。
此外，电子探针分析还可以用于判断材料的微观结构和了解材料的成分分布。
在选择进行电子探针分析的样品时，需要考虑样品的导电性。
电子探针分析技术
被电子轰击的微区是X-ray源， X-ray分光、
聚焦、被检测器接受，有两种方式：
电子束
C3 C2
2Θ3
• X-ray照射分光晶体的方向固定，可使
X-ray穿出样品表面过程中所走的路线
2Θ2 C1 2Θ1
D1 O3
S
样品 O2
O1
D2
完全相同，即吸收条件相等。分光晶体 沿直线运动时，晶体本身应产生相应的 转动，使不同波长的X-ray满足布拉格 条件，位于聚焦圆周上滑动的探测器能 接受到衍射线。
检测器D
入射电子束 各种波长X射线
λ2 λ Θ2 λ1
Θ Θ1
Ψ
• （一）工作原理：在电子探针中
X-ray是由样品表面以下一个 μm及纳米数量级的作用体积内
dhkl
激发出来的，若含有多种元素，
则可以激发出各个相应元素的特
分光晶体
征X-ray。若在样品上方水平放 置一块具有适当晶面间距的晶体，
入射X-ray的波长、入射角、晶 面间距符合布拉格条件，就会发
• 元素 重量 原子
•
百分比 百分比
• O K 32.28 51.03
• Al K 40.81 38.26
• Cu K 26.91 10.71
•
• 总量 100.00
第十六章 其它显微分析方法简介
• 目的：了解几种表面分析仪器的工作原理和应用。 • 重点、难点：理解解离子探针、低能电子衍射、俄歇电子
• Cu K
27.82 14.56
•
• 总量 100.00
陶瓷表面镀铜
• 谱图处理 : • 没有被忽略的峰
• 处理选项 : 所有经过分析的元素 (已归一化) • 重复次数 = 3
电子探针分析的原理及应用
电子探针分析的原理及应用1. 什么是电子探针分析电子探针分析（EDXA）是一种非破坏性的元素分析技术，它利用电子探针对样品进行扫描，测量样品中元素的组成和分布。
通过分析样品中的元素含量和空间分布，可以获取有关样品化学成分、晶体结构和元素显微区域分布的信息。
电子探针分析广泛应用于材料科学、地质学、生物学等领域。
2. 电子探针分析的原理电子探针分析基于以下几个基本原理：•触发效应：电子束与物质相互作用时，会激发样品中的原子和分子，从而引发一系列物理过程，包括发射特定的X射线。
•特征X射线产生：当电子束与样品相互作用时，通过电子-原子相互作用，快速电子会被样品中的原子击中，产生特定能量的X射线。
•X射线分析：通过检测和分析这些特征X射线的能量和强度，可以确定样品中含有的元素种类和相对含量。
3. 电子探针分析的应用电子探针分析在材料科学、地质学、生物学等领域有广泛的应用，例如：3.1 材料科学•化学成分分析：电子探针分析可以用于材料的化学成分分析，帮助确定材料中各种元素的含量。
•晶体结构分析：通过电子探针分析，可以确定晶体样品的晶格结构和晶体缺陷的类型和分布。
•材料质量控制：电子探针分析可以用于材料的质量控制，例如通过检测材料中的杂质含量来保证材料的品质。
3.2 地质学•矿石分析：电子探针分析可以用于地质样品中矿石的元素分析，帮助矿物学家了解地质样品中的元素含量和分布。
•岩石成分分析：通过电子探针分析，可以确定岩石样品中各种元素的含量和分布，从而了解岩石的成因和演化历史。
•地球化学研究：电子探针分析可以用于地球化学研究，例如通过分析地沟壁岩样品中的元素含量，可以了解地质过程中的地球化学反应。
3.3 生物学•细胞成分分析：电子探针分析可以用于生物样品中细胞成分的分析，例如细胞内的元素含量和分布。
•组织结构分析：通过电子探针分析，可以对组织样品进行测量，获得组织内各种元素的含量和分布情况。
•生物样品分析：电子探针分析可以用于生物样品的元素分析，例如血液样品中的元素含量。
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。
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形貌和成分分析技术，广泛应用于材料科学、纳米技术、生物医学等领域。
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的核心部件，它产生高能电子束。
电子枪通常由热阴极、阳极和透镜系统组成。
热阴极通过加热产生电子，阳极加上高压电场加速电子，透镜系统用于控制电子束的聚焦。
2. 样品台样品台用于放置待分析的样品，并提供样品的运动控制。
通常，样品台可在三个方向上进行运动，即水平方向、垂直方向和旋转方向。
样品台还可以通过加热或冷却系统来控制样品的温度。
3. 探测器探测器用于检测样品表面反射、散射或发射的信号。
常用的探测器包括二次电子探测器、能量分散X射线光谱仪（EDS）和电子能谱仪（EELS）等。
二次电子探测器用于观察样品表面形貌，而EDS和EELS则用于分析样品的成分。
4. 控制系统控制系统用于控制整个电子探针分析仪器的操作。
它包括电子束的聚焦、样品台的移动、探测器的选择和数据采集等功能。
控制系统通常由计算机和相关软件组成。
三、电子探针分析方法的工作原理电子探针分析方法主要通过照射样品表面的高能电子束，观察和分析样品反射、散射或发射的信号，从而获得样品的表面形貌和成分信息。
1. 表面形貌分析在表面形貌分析中，电子束照射样品表面后，二次电子探测器将样品表面散射出的二次电子信号转化为图像。
通过扫描样品表面并采集二次电子信号，可以得到样品的表面形貌信息。
二次电子图像的亮度与样品表面的高低有关，从而可以观察到样品的凹凸结构。
2. 成分分析在成分分析中，电子束照射样品表面后，样品表面的原子与电子束发生相互作用，产生特定的信号。
EDS和EELS探测器可以检测到这些信号，并通过分析信号的能量和强度来确定样品的成分信息。
EDS主要用于分析样品的元素组成和含量，而EELS则可以提供更详细的元素化学状态和电子结构信息。
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。
电子探针分析方法
电子探针分析方法
电子探针分析方法
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。
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表15.1 常用的分光晶体
常用晶体
共衍射用的晶面
2d/nm
适用波长λ/nm
LiF SiO2 PET RAP KAP TAP 硬脂酸铅
（200） （1011） （022） （001） （1010） （1010）
-
0.40267 0.66862
0.874 2.6121 2.6632
2.59 10.08
检测器D
入射电子束 各种波长X射线
λ2 λ Θ2 λ1
Θ Θ1
Ψ
• （一）工作原理：在电子探针中
X-ray是由样品表面以下一个 μm及纳米数量级的作用体积内
dhkl
激发出来的，若含有多种元素，
则可以激发出各个相应元素的特
分光晶体
征X-ray。若在样品上方水平放 置一块具有适当晶面间距的晶体，
入射X-ray的波长、入射角、晶 面间距符合布拉格条件，就会发
0.08-0.38 0.11-0.63 0.14-0.83 0.2-1.83 0.45-2.54 0.61-1.83
1.7-9.4
二、能量分散谱仪（EDS）
电子束 样品
• （一）工作原理：能谱仪是
偏压电源
场致效应晶体管
利用不同元素X-ray光子特征 能量不同这一特点进行成分 分析。当光子进入检测器，
应用波谱仪进行元素分析时，应注意几个问题：
• 1、分析点位置的确定。在波谱仪上总有一台放大100-
500倍的光学显微镜。物镜是特制的，镜片中心开有圆孔， 以使电子束通过。通过目镜可观察电子束照射到样品上的 位置，进行分析时，必须使目的物和电子束重合，其位置 正好位于光学显微镜目镜标尺的中心交叉点上。
Si(Li)
前置放大器
接放大器 多道分析器
激发一定数目N的电子空穴 对。光子能量越高，N越大。 利用加在晶体两端的偏压收 集电子空穴队，经前置放大
液氮冷却
器转换成电流脉冲进入多道
脉冲高度分析器。按高度把
锂漂移硅能谱仪方框图
脉冲分类计数，即可得到Xray按能量大小的分布。
（二）能谱仪成分分析的优点：
结构简单，出射方向改变大，在表 面不平度较大的情况下， X-ray在样 品内行进路线不同，因吸收条件变 D2 化而造成分析上的误差。
回转式波谱仪
（二）分析方法
• 强度峰在坐标上的位置代表相应元素的特征X-ray的波长，
峰的强度代表这种元素的含量。
• 合金钢（0.62Si，1.11Mn，0.96Cr，0.26V，0.24Cu）定点 • 分析的谱线图
A
BC
dhkl
(a)
衍射晶面的曲率半径等于聚焦圆半 径的2倍。近似聚焦
A
BC
dhkl
(b)
衍射晶面的曲率半径等于聚焦圆半径。 全聚焦法
• 实验检测X-ray时，点光源发射的X-ray在垂直于聚焦圆
平面的方向上仍有发散性。分光晶体表面不可能处处精确 符合布拉格条件，加之有些分光晶体虽可进行弯曲，但不 能磨制，因此不大可能达到理想的聚焦条件，若检测器上 接受狭缝有足够的宽度，即使采用不精确的约翰型聚焦法， 也能满足聚焦要求。
两种聚焦方式： 约翰（Johann）型聚焦法， 约翰逊（Johansson）型聚焦法
• 若把分光晶体作适当弹性弯曲，并使射线源、弯曲晶体表面、
监测器窗口位于同一圆周上，可达到把衍射束聚焦的目的。 此时，整个分光晶体只收集到一种波长的X-ray，使这种单色 X-ray的衍射强度大大提高。
S S
D
D
和波谱仪相比，能谱仪具有以下几方面的特点： 1、能谱仪探测X-ray的效率高。高一个数量级。 2、能谱仪可在同一时间内对分析点内所有元素X-ray光子的能量进
行测定和计数，在几分钟内可得到定性结果，而波谱仪只能逐个 测量每种元素的特征波长。 3、能谱仪的结构比波谱仪简单。没有机械传动装置，稳定性、重复 性好。 4、能谱仪不必聚焦，对样品没有特殊要求，适合粗糙表面的分析。
• 2、分光晶体固定后，衍射晶面的面间距不变。一个分光
晶体覆盖的波长范围是有限的，它只能测定某一原子序数 范围的元素。若要分析4-92范围的元素，则必须使用几 块晶面间距不同的晶体，因此一个波谱仪常装有两块晶体 可以互换，而一台电子探针往往装有2-6台谱仪，有时几 个谱仪一起工作，可以同时测定几个元素。
L1 2R sinD3直进式波谱仪2d sin
分光晶体的直线运动，监测器能在几个位置上接受衍射线，表明试样被激发
的体积内存在着相应的几种元素。衍射束强度的大小和元素含量成正比。
回转式波谱仪
电子束
C1
2Θ1 C2
2Θ2
样品
聚焦圆的圆心不能移动，分光晶体
D1
和探测器在聚焦圆的圆周上以1：2
的角度运动，以满足布拉格条件。
简介
• 主要功能是进行微区成分分析。是电子光学和X-ray光谱
学原理基础上发展起来的高效率分析仪器。原理是利用聚 焦电子束照射样品表面，激发出样品元素的特征X-ray， 分析特征X-ray的波长，即可知道样品中对应元素含量的 多少（定量分析）。电子探针镜筒部分的构造大体上与扫 描电镜相同，只是在检测仪部分使用的是X-ray谱仪。相 当一部分电子探针是作为附件安装在扫描电镜上，以满足 微区组织形貌、晶体结构、化学成分三位一体同位分析的 需要。
被电子轰击的微区是X-ray源， X-ray分光、
聚焦、被检测器接受，有两种方式：
电子束
C3 C2
2Θ3
• X-ray照射分光晶体的方向固定，可使
X-ray穿出样品表面过程中所走的路线
2Θ2 C1 2Θ1
D1 O3
S
样品 O2
O1
D2
完全相同，即吸收条件相等。分光晶体 沿直线运动时，晶体本身应产生相应的 转动，使不同波长的X-ray满足布拉格 条件，位于聚焦圆周上滑动的探测器能 接受到衍射线。
15.1 电子探针仪的结构与工作原理
XY 记录仪 荧光屏 打印机
多道分析器
• 电子探针的信号监测系
统是X-ray谱仪，用来
EDS
测定特征波长的谱仪叫
放
WDS
大
波长分散谱仪（波谱仪，
器
WDS），用来测定特
前 置
征能量的谱仪叫能量分
样品
放
散谱仪（能谱仪 ，
大
器
EDS）。
电子探针的结构示意图
一、波长分散谱仪（波谱仪，WDS）
生强烈的衍射。
试样
分光晶体
波长分散谱仪
• 在作用体积中发出的 X-ray具有多种特征波长，且它们都
以点波源形式向四周发射，因此对一个特征波长的X-ray 只有从某些特定的入射方向进入晶体时，才能得到较强的 衍射。分光晶体使样品作用体积内不同波长的X-ray分散 并展示出来。但收集单波长的效率是非常低的，必须加以 改进。