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電子探針微區(qū)分析（EPMA）：一種多功能材料分析技術(shù)

來源：時間：2023-05-15 16:55:20 瀏覽：3672次

電子探針微區(qū)分析（EPMA）：一種多功能材料分析技術(shù)

電子探針微區(qū)分析（Electron Probe Micro-Analysis，簡稱EPMA）是一種高精度、高分辨率的微區(qū)分析技術(shù)，它能夠定量地分析固體材料中的微量元素和化學(xué)計量比，同時還可以測量樣品中的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、表面形貌等多個物理性質(zhì)。

電子探針

儀器原理

EPMA技術(shù)基于電子束與物質(zhì)的相互作用，利用電子束擊打材料表面，使樣品表面發(fā)射出X射線和電子，并通過分析樣品表面的X射線和電子，可以定量測量樣品中各元素的含量和分布情況，同時還能測量樣品中的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、表面形貌等多個物理性質(zhì)。EPMA系統(tǒng)主要由以下三個部分組成：

電子槍：電子槍產(chǎn)生的電子束通過真空管道照射在樣品表面。

樣品舞臺：樣品舞臺用于定位樣品，同時可以控制樣品在電子束下的位置。

探測器：探測器用于檢測樣品表面發(fā)射出的電子和X射線，并將信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號供計算機(jī)處理。

EPMA可以測哪些項目？

EPMA技術(shù)可以測量的項目包括元素含量、元素分布、化學(xué)計量比、晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、表面形貌等多個參數(shù)。

元素含量：EPMA技術(shù)可以定量測量固體材料中微量元素的含量，通常可以達(dá)到ppm級別（百萬分之一）。它可以測量固體材料中所有元素的含量，包括金屬元素、非金屬元素、稀土元素等。由于不同元素的電子結(jié)構(gòu)不同，因此不同元素的激發(fā)能也不同，EPMA技術(shù)可以利用不同元素的激發(fā)能差異來進(jìn)行元素定量分析。

元素分布：EPMA技術(shù)可以測量固體材料中各元素的空間分布情況，包括元素在樣品內(nèi)部的分布、元素在晶粒界面和晶界上的分布等。通過測量元素的分布情況，可以了解固體材料中元素的遷移和分配規(guī)律。

化學(xué)計量比：EPMA技術(shù)可以測量固體材料中化學(xué)計量比，即不同元素之間的比例關(guān)系。通過測量化學(xué)計量比，可以了解固體材料中化學(xué)反應(yīng)的類型和程度，從而幫助分析材料的性質(zhì)和特性。

晶體結(jié)構(gòu)：EPMA技術(shù)可以通過測量樣品中的晶體衍射圖案，來確定樣品的晶體結(jié)構(gòu)。這項技術(shù)可以用于分析晶體中的缺陷和晶格畸變等問題，從而幫助理解材料的物理性質(zhì)。

晶體缺陷：EPMA技術(shù)可以通過測量樣品中的晶體衍射圖案，來分析晶體中的缺陷類型和分布情況，包括位錯、薄片、晶界等。通過分析晶體缺陷，可以了解材料的物理性質(zhì)和機(jī)械性能等問題。

表面形貌：EPMA技術(shù)可以通過測量樣品表面的形貌和紋理來分析樣品的表面結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)。該項技術(shù)在材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生命科學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

在實際應(yīng)用中，EPMA技術(shù)可以與其他技術(shù)相結(jié)合，如SEM掃描電鏡、TEM透射電鏡、X射線衍射、X射線熒光光譜（XRF）等，來對材料進(jìn)行全面分析。