当样品被扫描电子显微镜的电子束照射时,会产生一系列的信号。x射线是一种信号,它可以提供对物质化学成分的重要了解。
采集到的x射线信号由背景组成x射线辐射更重要的是,不同能量的x射线表明了样品中发现的元素。因此,在扫描电子显微镜(SEM)中最常用的探测器之一是能量色散x射线探测器(EDS)。
这不仅用于确定样品中存在哪些元素,而且经常可以提供关于这些元素在非常小的体积上的空间分布和数量的信息。
高光谱成像是当今大多数EDS系统的一个特征。在地图数据集中的每个像素处获取EDS谱,并存储为一个大数据立方体(图1)。
数据集可以在任何时候重新处理。可以从地图内的其他区域提取光谱,并生成新的元素图。JEOL的EDS系统可以构建定量地图(QMap),同时包含高光谱成像。
如果出现峰值重叠或高背景,QMap可以在样品表征期间提供信息。在QMap中,对地图数据集的每个点进行定量分析。
在这个过程中,背景被减去,并且在大多数情况下,它可以有效地解旋重叠的x射线峰。下面的表1列出了与EDS系统重叠的规则峰的选择。
图1所示。数据立方体- EDS高光谱成像。图片来源:JEOL USA, Inc。
表1。共x射线峰与EDS重叠。资料来源:JEOL USA, Inc。
元素 x射线线 |
干扰 |
S kα和kβ |
Mo Lα, Pb Mα |
Ti Kα |
英航Lα |
Mn Kβ |
菲Kα |
为Kα |
Pb Lα |
W Mα和Mβ |
Si Kα和Kβ |
Zr Lα |
P Kα |
为证明QMap在高光谱成像中的优势,以陶瓷汽车刹车片为例。这些衬垫是众多组件的复杂融合。在生产这些产品时,一个关键的挑战是管理不同成分的分配和数量。
扫描电镜可以在分析这种分布,以及检查磨损或故障方面发挥关键作用。图2给出了地图数据集的EDS和谱。很明显,EDS和谱中存在许多元素。在这个例子中,钛和钡的成分都被识别出来了。
的x射线强度的地图因为在EDS系统中,这些元素的x射线线是重叠的。即钛元素与钡元素的空间分布没有得到解决(图3)。
图2。陶瓷刹车片- EDS高光谱成像数据的总和光谱。图片来源:JEOL USA, Inc。
图3。陶瓷刹车片- x射线地图(钡和钛x射线地图和整体)。图片来源:JEOL USA, Inc。
通过处理数据来生成QMap钛和钡x射线线成功反卷积,以提供一个清晰的视图,这些组件的空间分布在这个刹车片(图4)。
图4。陶瓷刹车片显示钡和钛x射线地图之前和之后QMap。图片来源:JEOL USA, Inc。
这些信息来源于JEOL USA, Inc.提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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