电子探针显微分析法

电子探针显微分析法(EPMA)是利用聚焦的高能电子束轰击样品表面,使样品中元素的原子激发并产生特征X射线,通过检测特征X射线的波长(或能量)和强度,来确定样品微区的化学成分及分布的分析技术。其核心原理是基于电子与物质的相互作用,可实现微米级空间分辨率的元素定性、定量分析及分布表征,是材料科学、地质学、冶金学等领域研究微观成分的重要手段。

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能力概况

我们配置的日本岛津(Shimadzu)EPMA-1720是一款经典的电子探针显微分析仪,具备稳定的性能和高效的分析能力,可对固体样品微区(微米级别)的元素组成进行精准分析。其核心能力包括对元素周期表中从硼(B)到铀(U)的多数元素进行定性和定量分析,以及通过线扫描、面扫描等方式呈现元素的空间分布特征,适用于科研、工业质检等场景中对材料微观成分的深入研究。

仪器设备

岛津电子探针显微分析仪EMPA-1720作为高性能的微区成分分析仪器,从软件到硬件凝结了前沿技术,在保持一贯的高灵敏度、高分辨率、高精准度的基础上,又新增了简单易懂的操作性能,能够发挥出电子探针显微分析仪的卓越功能。


功能特点


· 配备高性能电子光学系统,电子束聚焦稳定,可实现微米级甚至亚微米级的微区分析,满足精细结构的成分表征需求。

· 搭载多道X射线光谱仪(通常包括波长色散谱仪WDS),具有高能量分辨率,能有效区分相邻元素的特征X射线,提高元素分析的准确性。

· 支持多种分析模式,包括点分析(确定特定点的元素组成)、线扫描(分析元素沿某一方向的分布变化)、面扫描(呈现元素在样品表面的二维分布图像)。

· 操作软件界面直观,集成了自动定量分析算法,可快速处理数据并生成分析报告,提升工作效率。

· 样品室设计灵活,可容纳不同尺寸和类型的固体样品,适应多样的分析需求。


技术参数



技术指标参数范围
电子枪为热阴极电子枪,加速电压范围为0~30kV,束流范围约10-12~10-6A,可根据样品特性调整。
空间分辨率在最佳条件下,点分析空间分辨率可达1μm左右(取决于样品和加速电压)。
元素分析范围可分析元素周期表中硼(B)至铀(U)的元素。
检测限

对于多数元素,检测限可低至0.01%~0.1%(质量分数),具体取决于元素种类和样品基质

光谱仪配备多晶体分光晶体的波长色散谱仪(WDS),能量分辨率高,确保元素识别的准确性。


在材料科学领域的应用


· 材料微区成分分析:例如分析合金中的第二相颗粒成分、陶瓷材料中的杂质相组成,确定微区的元素种类及含量。

· 元素分布表征:通过线扫描或面扫描,观察元素在材料界面、晶粒边界、缺陷区域的分布情况,探究材料的制备工艺与成分均匀性的关系。

· 失效分析:在材料失效(如断裂、腐蚀)研究中,分析失效部位的微区成分变化,找出导致失效的成分因素。

· 薄膜与涂层分析:分析薄膜或涂层不同深度的元素分布,评估其成分均匀性和界面扩散情况(需配合截面样品制备)。

· 矿物与复合材料分析:鉴定复合材料中不同相的化学成分,或分析矿物颗粒的元素组成及分布特征。