Elektronenmikro

Eine Elektronen-Mikrosonde, im Englischen als Elektronenstrahl-Mikrosonde oder Elektronenstrahlmikroanalysator oder Elektronensonden-Mikroanalysegerät bekannt, ist ein Werkzeug, um die chemische Zusammensetzung eine geringe Menge eines Feststoffes in einer nicht-destruktiven bestimmen. Sein Betrieb ist ähnlich zu der eines Rasterelektronenmikroskops: Die Probe wird mit einem Elektronenstrahl beschossen und dieses sendet Röntgenstrahlen bei einer Wellenlängencharakteristik des Elements analysiert. Dies ermöglicht es, die Häufigkeit der in einer Probe geringer Größe vorhandenen Elemente zu bestimmen. Die Elektronenmikro ermöglicht, die Konzentration der Komponenten zwischen Bor besteht messen und Plutonium bis zu Niveaus von 100 Teilen pro Million. Weiterentwicklung der Technik für die Messung von Konzentrationen von etwa 10 ppm.


Geschichte

Die Entwicklung des elektronischen Sonde wurde durch die der Spektrophotometrie XRF, die viele Ähnlichkeiten weist voraus. Diese Technologie wurde von Georg von Hevesy 1923 vorgeschlagen und von anderen in den folgenden Jahren in die Praxis umzusetzen.

1944, MIT errichtet eine Elektronenmikrosonden-Kombination ein Elektronenmikroskop und ein Elektronenenergieverlustspektroskopie. Spectrometry Energieverlust der Elektronen ist für die Analyse von leichten Elementen und wurden erhaltenen Spektren der C-Ka-Strahlung, N-K & agr; und O-Ka. Im Jahr 1947 Hiller patentierte die Idee, mit einem Elektronenstrahl Röntgenstrahlen analysiert werden erhalten, aber nicht gekommen, um ein Arbeitsmodell zu bauen. Sein Projekt vorgeschlagen, die Bragg-Beugung mit einer Kristallplatte erhalten verwenden, um Röntgenstrahlen einer bestimmten Wellenlänge und einer Photoplatte als Detektor auszuwählen.

Zwischen 1948 und 1950 Raymond Castaing, unter der Leitung von André Guinier, baute die erste "microsonde électronique" an der Universität von Paris. Diese Mikrosonde erzeugt einen Elektronenstrahl mit einem Durchmesser von 1-3 Uhr mit einem Strahlstrom von 10 Nanoampere und ~ verwendet einen Geigerzähler zur Erfassung von Röntgenstrahlen von der Probe erzeugt wird. Der Geigerzähler könnte die Röntgenstrahlen durch spezifische Elemente erzeugt nicht unterscheiden daher Castaing soeben einen Quarzkristall zwischen der Probe und dem Detektor, um die unterschiedlichen Wellenlängen zu unterscheiden. Er fügte hinzu, auch ein Lichtmikroskop, um den Auftreffpunkt des Strahls zu sehen. Diese Mikrosonde wurde in der These von Castaing 1951, in dem er die Grundlagen der Theorie und Anwendung von quantitativen Analyse durch Elektronenmikro damit zur Gründung der theoretischen Grundlagen für die Korrekturen der Matrix Absorption und Auswirkungen der notwendigen beschrieben Fluoreszenz. Castaing gilt als Vater der Analyse mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde.

Die Cameca Mikrosonde produziert den ersten kommerziellen, dem "MS85", im Jahre 1956 folgten viele andere Modelle Mikro Produkte von anderen Unternehmen, aber mit Ausnahme jener Cameca und JEOL, später ihre Tätigkeit beendet. Neben der Geschäftsmodelle, baute viele Forscher elektronische Mikrosonde in ihren Labors. Mit Jahren wurden einige Verbesserungen eingeführt einschließlich Scannen des Elektronenstrahls der Röntgenkarten zu erstellen, um die Zugabe von Festkörperdetektoren EDS und der Entwicklung von synthetischen Kristalle für die mehrstufige Beugungs die Elemente der Licht analysieren.

Wie funktioniert das

Ein Elektronenstrahl in Richtung auf die Probe gerichtet. Jedes Element der Probe durch den Lichtstrahl beleuchteten emittiert Röntgenstrahlen bei einer Frequenzcharakteristik aufweist; Röntgenstrahlen können durch eine Elektronenmikrosonden detektiert werden. Der Durchmesser des Elektronenstrahls bestimmt den Kompromiss zwischen Auflösung und Abtastzeit.

Detaillierte Beschreibung

Die niederenergetischen Elektronen werden durch einen Wolframfaden oder einer Kathode Kristall esaboruro Lanthan produziert und beschleunigt durch eine Anode von 3 keV bis 30 keV. Die Platte weist eine zentrale Öffnung der Anode und die Elektronen, die hindurch kollimiert und durch eine Reihe von magnetischen Linsen und Öffnungen ausgerichtet sind. Der resultierende Elektronenstrahl die Probe zu scannen, oder in einer angemessenen Weise verwendet werden, um verschiedene Effekte aus der Probe zu erreichen. Unter den Effekten, die erhalten werden können, befinden Sie sich: die Anregung von Phononen, die Kathodolumineszenz, X-Strahlung fort, charakteristische Röntgenstrahlung, Sekundärelektronen, Rückstreuelektronen und Produktion Produktion von Auger-Emission.

Die charakteristischen Röntgenstrahlen werden für die chemische Analyse verwendet. Röntgen einer spezifischen Wellenlänge ausgewählt und mit einem Detektor Dispersions-Wellenlänge oder Energie Dispersion gezählt. Ein Detektor WDS verwendet die Bragg-Beugung mit einem Kristall, um die interessierenden Wellenlängen auszuwählen und zu einem Detektor im Gasstrom oder versiegelt erhalten. Der Detektor der EDS-Detektor verwendet eine Festkörper-Halbleiter-Röntgenstrahlen jeder Wellenlänge Produkte aus der Probe zu sammeln. Die EDS-Detektor ermöglicht, um mehr Informationen zu erhalten, und wird weniger Zeit benötigt, während die WDS ermöglicht eine höhere Präzision, da sie eine bessere Auflösung der Peaks der Röntgenstrahlen hat

Die chemische Zusammensetzung wird durch Vergleichen der Intensitäten der charakteristischen Röntgenstrahlen von der Probe mit denen von Proben mit bekannter Zusammensetzung erhalten wird. Das aus der Probe erhaltenen Werte sind für die Wirkung Matrix für eine quantitative chemische Zusammensetzung korrigiert werden. Die Information über die chemische Zusammensetzung ergeb als Teil der Oberfläche betrachtet werden. Die Variationen der chemischen Zusammensetzung in dem Material wie das Korn aus einem mineralischen oder einem Metall kann leicht bestimmt werden.

Die Informationen über die chemische Zusammensetzung wird aus einem Volumen von 0,3-3 Mikrowürfel gesammelt.

Zweck

Materialwissenschaften und Ingenieurwesen

Diese Technik wird üblicherweise verwendet, um die chemische Zusammensetzung der Metalle, Legierungen, Keramiken und Gläser zu analysieren. Es ist besonders nützlich, um die Zusammensetzung der einzelnen Partikel oder Körner und Zusammensetzung Variationen im Maßstab von wenigen Mikrometern bis einigen Millimetern zu bestimmen. Die Elektronenstrahl-Mikrosonde ist für Forschung, Qualitätskontrolle und Fehleranalyse verwendet.

Mineralogie und Petrographie

Diese Technologie ist die am stärksten von Mineralogen und petrologi verwendet. Die meisten von den Steinen ist ein Aggregat von kleinen Körnern unterschiedlicher Mineralien. Diese Körnchen können Informationen über die Chemie der Prozesse der Bildung und anschließende Änderung speichern. Diese Informationen können viele geologische Prozesse wie Kristallisation, Verfestigung, vulkanische Prozesse, metamorphen, der Plattentektonik und Gebirgsbildung zu erklären. Es ist auch für Studien über extraterrestrischen Gesteine ​​an die Oberfläche einer Mineral es ermöglicht, Informationen über die Geschichte der Bildung von Kristallen, einschließlich Temperatur, Druck und chemische Zusammensetzung des umgebenden Materials zu erhalten. Die Kristalle aus Quarz, zum Beispiel eine geringe Menge, jedoch meßbare, Titan in ihrer Struktur in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Druck und der Menge an Titan, die in dem Umfeld, in dem sie gebildet werden. Veränderungen dieser Parameter werden mit dem Titan während des Wachstums des Kristalls protokolliert.

Paläontologie

In einigen Fossilien in außergewöhnlichen Erhaltungszustand, wie beispielsweise die Burgess-Schiefer, können einige Weichteile des Körpers zu bewahren. Weil diese Fossilien sind in der Regel in eine zweidimensionale Schicht komprimiert, kann es schwierig sein, um Analysen zu machen: ein berühmtes Beispiel ist, dass der fossilen Opabinia, in der es die dreieckigen Fortsätze, die es war nicht klar, ob sie die Beine oder Verlängerungen des Verdauungssystems waren. Die chemische Analyse zeigte, dass die Zusammensetzung war ähnlich derjenigen des Verdauungssystems, was auf die zweite Hypothese. Aufgrund der Art der Kohlenstoffschichten, sie angewendet werden können, nur geringe Spannungen für die Analyse dieser Proben.

  0   0
Vorherige Artikel Königreich der Golden Dragon
Nächster Artikel Schritte Postierla

In Verbindung Stehende Artikel

Kommentare - 0

Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha