电子探针波谱仪和能谱仪在材料分析中的应用及对比

作为微区分析的有效手段,电子探针(EPMA)在材料成分的定性、定量、线分析以及元素面分布的分析方面等有着广泛的应用。特别是随着技术的不断进步,场发射型电子探针在同时获得高分辨率的图像和精确的成分分析方面有显著的优势,为材料分析提供了更多的可能性。本文以岛津EPMA-8050G型场发射型电子探针在材料分析中的典型应用为例,结合配备的能谱仪附件,对利用电子探针波谱仪和能谱仪进行材料的成分分析进行介绍和对比。另外,EPMA-8050G型电子探针配置的背散射电子探测器性能优异,能够初步观察材料的晶粒取向信息,可以用来分析和判断EBSD样品的前期制样效果,进一步扩展了电子探针在材料分析方面的应用。

GZAF Windows版电子探针定量分析

采用VB和VC开发的电子探针软件GZAF可运行于Win98等操作系统。GZAF具有较完善的定量分析功能 ,自动化、智能化和灵活程度较高。一次可分析的元素数约 40个 ,一个分析报告可容纳的分析点数只与仪器的寿命和硬盘容量有关。定量分析采用数据库和电子表格方式 ,分析报告方式有数据库、文本、平面或立体图形和图像。所有报告都可以直接在通用软件如Word ,Excel,Access,PhotoShop ,MathCAD等中引用和加工。有较丰富的电子探针定量分析实用程序和辅助功能 ,如以任意元素为主参考元素的分子式计算 ;化学式创建 ;Fe的价态计算和矿物端员组份计算 ;X射线全谱拟合 (为背底位置和峰位的选择及避免重叠峰提供直观指导 ) ;标样库 ;全面的联机测试和仪器基本参数设置、谱位动态校正、谱平移校正、质量吸收系数设置、谱仪驱动方式选择。样品面 线定量分析和图像显示等等功能。GZAF软件也可以脱机使用 ,为所有探针用户提供方便。

脱β层梯度硬质合金表层元素分布的电子探针微区分析

利用WC,Co,(Ti,W)C,Ti(C,N)等原料粉末,采用1步烧结法制备脱β层梯度硬质合金,利用扫描电镜观察合金表层的微观组织结构,采用电子探针微区分析技术(electron probe micro analysis,EPMA)定性分析合金表层的金属元素W、Ti、Co及轻元素C、N的分布规律,采用EPMA定量技术分析金属元素尤其是Co的复杂分布规律,并对其形成机制进行深入讨论。定性分析结果表明:脱β层内W元素的含量稍高于合金芯部的平均W含量;所有含Ti相均已完全脱除;脱β层不仅是缺立方相层,同时也是富Co层;脱β层中C元素的含量略有下降;N元素含量并不为零,某些区域甚至高于芯部。定量分析结果表明:脱β层中Ti元素含量基本为零,但在界面靠近芯部一侧Ti元素含量明显高于芯部的平均值;从合金表层至芯部依次存在低钴层、高钴层及贫钴层3个钴含量不同的区域。合金整个表层钴含量的复杂分布情况是由钴原子的空位扩散机制与液相迁移机制联合形成的。

电子探针波谱分析在长石鉴定中的应用

变质岩岩石薄片鉴定中,当出现微斜长石格子双晶和斜长石聚片双晶不发育,或者长石和石英颗粒小于0.05mm等情况,在镜下往往难以区分,因而岩石难以定名。本实验采用电子探针波谱分析技术测试矿物的微区化学成分,利用所得的元素组合及其对应的氧化物质量分数来推测矿物的名称。实验结果证明利用电子探针波谱分析技术鉴定长石种类是行之有效的手段。

电子探针定量分析影响因素浅析

电子探针定量点分析是精确测量块体材料微区元素浓度的有效方法。元素定量分析干扰因素较多,在实际应用中实验结果经常偏离元素浓度总量(100%),上下偏差达2%以上。通过浅析元素定量分析的影响因素,提出应对措施并指导同行业者避免干扰因素的产生,确保定量分析结果尽量控制元素浓度总量在99%~101%之间。

变质岩中石榴石电子探针波谱分析

变质岩中石榴石显微镜下以高正突起和全消光为鉴定特征。为了验证岩石薄片鉴定结果的准确性,往往是利用X射线粉晶衍射技术进行比对分析,如果岩石中石榴石含量小于1%,X射线粉晶衍射方法则无法检出。本次研究是利用电子探针波谱技术对矿物主量元素进行分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称,25件样品微区化学成分分析结果统计显示：样品中主要化学成分含量：Fe O为27.51%~32.58%、Mn O为3.08%~6.33%、Al2O3为18.84%~20.25%、Si O2为34.81%~36.75%;次要成分含量：Ca O为1.59%~2.94%、Mg O为1.43%~2.12%、Cr2O3为0.00%~1.44%、Na2O为0.00%~0.24%;总量为93.20%~96.72%。化学成分与铁铝石榴石组分相当,可以确定所测样品为铁铝石榴石。

电子探针在金属材料分析中的应用研究

电子探针目前已在冶金、地质侦探、半导体材料、化工化学、生物医学等领域发挥重要的分析作用,能够使成分信息与观察到的形貌特征形成对照,检测出复合材料中每个相的优点,修正了传统分析法中易存在误差之处,使材料的研发分析变得更便捷。本文通过介绍电子探针测量方法的工作原理、运用途径,列举了其在合金中的相分析与复合物分析、扩散反应类分析、X光谱核对元素分析、合金相图分析、显微偏析与轻元素分析中的应用,总结了电子探针在上述方面发挥的作用,以供从事电子探针对金属材料分析工作者借鉴。

电子探针在金属材料分析与研究中的应用

通过实例介绍了微区分析仪器电子探针(EPMA)在金属材料测试中的表征和应用效果。结果表明:EPMA可直观地显示合金表面渗层元素的含量及分布情况、腐蚀后各元素对应的分布特征、不同热处理工艺下铝合金中锌元素的面分布特征及碲元素在镍基合金表面渗碲过程的扩散形貌;EPMP在产品检测、失效分析、工艺优化、基础研究等方面都能发挥效用。

山东蒙阴金伯利岩中铬铁矿电子探针波谱分析

铬铁矿是金伯利岩型金刚石矿床中主要的指示性矿物之一.准确分析出铬铁矿化学组分中FeO、MgO、Cr_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)、TiO_(2)含量,不但对铬铁矿定名起决定性作用,对金伯利岩型金刚石矿床找矿也具有重要的指示意义.利用电子探针波谱技术对铬铁矿主量化学元素分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称.25件单矿物样品微区化学成分分析结果统计显示:单矿物中主要化学成分FeO为15.666%~29.971%,MgO为7.286%~11.477%,Cr_(2)O_(3)为56.421%~71.111%;次要化学成分MnO为0.012%~0.382%,Al_(2)O_(3)为0.871%~8.993%,TiO_(2)为0.074%~3.375%.矿物化学成分总量为99.117%~100.877%,单矿物化学成分与铬铁矿化学组分相当.根据矿物人工重砂鉴定特征及A、B离子占位情况,可以确定所测样品为镁铬铁矿.

云南哀牢山和新疆可可托海伟晶岩矿物中熔融包裹体电子探针研究

运用电子探针测定了云南哀牢山伟晶岩和新疆可可托海伟晶岩矿物中熔融包裹体及流体 熔融包裹体子矿物成分。据 73个包裹体中 12 0个测点分析结果 ,鉴定出锌尖晶石、刚玉、磷灰石、磁铁矿、白云母、黑云母、钾长石、钠长石、绿柱石和石英等 10种子矿物 ,并确定矿物组合 2 7个。其中锌尖晶石、刚玉在两地区伟晶岩熔融包裹体中属首次发现 ,磷灰石成分属首次测定。两地伟晶岩矿物的熔融及流体 熔融包裹体中子矿物成分及矿物组合各异 ,包裹体中子矿物与主矿物的化学成分存在一定演化规律 ,可作为了解伟晶岩浆结晶分异作用、元素演化规律的依据。研究表明 ,伟晶岩存在局部岩浆分异作用 ,岩浆具不混溶性及非均匀性。此成果对了解伟晶岩物质成分、形成机制及成因研究具重要意义。对岩浆岩。

ESMA揭秘材料表面：电子探针显微分析应用简介

电子探针显微分析是一种在材料表面几微米范围内的微区分析方法．它是一种显微结构的分析．能将微区化学成分与显微结构结合起来。采用该方法分析元素范围广泛、定量准确且不损坏试样。来自德国联邦材料研究与审核机构（BAM）的Vasile—Dan Hodoroaba博士介绍了ESMA法在材料表面分析方面的应用情况。

碳、氮等轻元素的电子探针定量分析

1.前言 X射线显微分析,EPMA(电子探针显微分析),XMA(电子探针X射线显微分析)等,趋于混淆,事实上均指同一回事。以下所述均采用EPMA来表示。目前,EPMA就所有固体试样而言,对硼以上重元素的分析,这种分析装置己被广泛应用。

电子探针在Fe-Ni-Cr基合金双极板表面结构研究中的应用

质子膜燃料电池是极具发展潜力的绿色能源,金属双极板取代石墨双极板是燃料电池发展的趋势。但金属双极板耐腐蚀性差,接触电阻高,需要对金属表面进行改性处理。本文采用新型Fe-Ni-Cr合金,对合金双极板进行表面化学改性处理。利用电子探针(EPMA)对改性后的金属双极板表面形貌及成分进行分析,结合不同工艺条件下材料耐腐蚀性能,认为金属表面经改性处理后形成致密氧化膜能提高双极板耐腐蚀性能,电子探针探测金属表面多个微区的氧含量,以及氧含量分布的均匀性,能够合理解释不同工艺条件所引起的耐腐蚀性能的差异。

电子探针波谱法在碳酸盐矿物鉴定中的应用

方解石和白云石两种碳酸盐矿物在显微镜下很难区分,主要是通过岩石标本加稀盐酸是否剧烈气泡加以区别。为了准确鉴定大理岩中碳酸盐矿物组分,利用电子探针波谱技术对15件样品进行微区化学成分分析,并通过所测样品主量化学成分含量推测矿物名称;12件样品化学成分结果统计显示：主量成分CaO为56.07%~59.70%;次要成分含量：Cr_2O_3为0.00%~0.08%、FeO为0.00%~0.16%、Na_2O为0.00%~0.02%、Al_2O_3为0.00%~0.09%、MgO为0.52%~0.81%、SiO_2为0.00%~0.04%、MnO为0.00%~0.05%;化学成分与方解石组分相当,推测所测样品为方解石;3件样品化学成分结果统计显示：主量成分CaO为31.25%~31.82%、MgO为20.97%~21.31%;次要成分含量：Cr_2O_3为0.00%~0.05%、FeO为0.32%~1.17%、Na_2O为0.01%~0.08%、K_2O为0.01%~0.02%、SiO_2为0.00%~0.09%、MnO为0.01%~0.04%;化学成分与白云石组分相当,推测所测样品为白云石。

电子探针波谱法在辉石种属鉴定中的应用

变质岩中辉石显微镜下以高正突起、辉石式解理和干涉色为主要鉴定特征．辉石族矿物有斜方辉石和单斜辉石2个亚族，其中斜方辉石亚族有7种辉石类型，单斜辉石亚族有12种辉石类型．为了验证岩石薄片鉴定结果的准确性，往往是利用x射线粉晶衍射技术进行比对分析．岩石中有几种辉石及辉石类型，x射线粉晶衍射方法则无法区分，本次研究是利用电子探针波谱技术对矿物主量元素进行分析，通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称．25件样品微区化学成分分析结果统计显示：MgO为8．36％。17．34％，FeO为27．57％～39．77％，SiO2为47．94％～52．70％；次要成分含量：Cr2O3为0．01％～6．28％，Na2O为0．00％-0.19％，Al2O3为0．43％。3．11％，CaO为0．38％～1．94％，MnO2为0．09％～0．79％；总量为99．64％～100．00％．化学成分与紫苏辉石组分相当，可以确定所测样品为紫苏辉石．

电子探针在模具表面强化研究中的应用

以实例论述了电子探针显微分析EPMA在表面涂层类模具强化机理研究中的应用.通过介绍电子探针X-射线点图分析原理和X-射线谱仪中定点、线、面成份分析的方法,对波谱仪(WDS)和能谱仪(EDS)的测试性能特点加以比较;并具体对注塑模具表面电沉积硬铬后感应扩散强化涂层进行了研究.结果表明,涂层和基体之间发生了元素的互扩散,说明其在感应加热过程中已形成了冶金结合.

电子探针常见矿物查询系统

电子探针是微区矿物成分测试，分析的一种有效手段，广泛用于地质，冶金，材料及研究等领域。本文介绍的“常见矿物查询系统”作为电子探针的辅助工具，不仅比传统的矿物手册查询更加快捷方便，而且提高了镜下微区选点和测试效率。

玻璃的EPMA定量分析

本文阐述了玻璃的EPMA定量分析的特点和方法,并给出了我们用JCXA—733电子探针仪对含硼玻璃和G—1玻璃的定量分析结果,G—1玻璃为国际纯化学和应用化学学会组织的十国联合测试样品,为了比较,本文也列出了其他参加国对G—1玻璃的定量分析结果。

辽宁瓦房店金伯利岩中石榴石的成分分析

石榴石族矿物类质同象现象极为广泛,因此,化学成分比较复杂。按阳离子间的关系将本族矿物分为铝系和钙系两个完全类质同象系列,铁铝榴石系列分为3个亚种,钙铁榴石系列分为5个亚种。为了验证岩石薄片鉴定结果的准确性,本次实验是利用电子探针波谱技术对矿物进行分析,通过对样品的元素组成和成分含量的测试,推测矿物具体名称。7件样品的测试结果显示:MgO为17.35%~22.79%、SiO_2为41.30%~43.21%、FeO为6.41%~8.43%、TiO_2为0~1.27%、Al_2O_3为14.94%~20.98%、Cr_2O_3为2.72%~10.69%、CaO为4.58%~7.27%;总量为99.62%~100.88%,推测样品中的石榴石为镁铝榴石。