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eds和sem區(qū)別（sem與edx）

發(fā)布時(shí)間：2023-04-08 18:04:07 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 64

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本文目錄:

1、2020-03-03小劉科研筆記之SEM-EDS聯(lián)用技術(shù)在表征科學(xué)中的應(yīng)用
2、電子探針和eds區(qū)別
3、關(guān)于SEM和EDX的問(wèn)題？
4、求助：冷場(chǎng)掃描電鏡和熱場(chǎng)掃描電鏡的區(qū)別

eds和sem區(qū)別（sem與edx）

一、2020-03-03小劉科研筆記之SEM-EDS聯(lián)用技術(shù)在表征科學(xué)中的應(yīng)用

表面分析技術(shù)是一種統(tǒng)稱，指的是利用電子、光子、離子等與材料表面進(jìn)行相互作用，分辨范圍從微米級(jí)到納米級(jí)，測(cè)量從表面散射或發(fā)射出來(lái)的各種離子、電子和光子的質(zhì)譜、能譜、光譜等，對(duì)材料表面的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行分析的各種技術(shù)。

對(duì)材料研究來(lái)說(shuō)，掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)和X射線能譜儀(Energy-dispersive X-ray Spectrometer, EDS)是比較常用的設(shè)備。

掃描電子顯微鏡(SEM)主要是利用二次電子信號(hào)成像來(lái)觀察樣品的表面形態(tài)，即用極狹窄的電子束去掃描樣品，通過(guò)電子束與樣品的相互作用產(chǎn)生各種效應(yīng)，其中主要是樣品的二次電子發(fā)射。二次電子能夠產(chǎn)生樣品表面放大的形貌像，這個(gè)像是在樣品被掃描時(shí)按時(shí)序建立起來(lái)的，即使用逐點(diǎn)成像的方法獲得放大像。SEM可以獲取被測(cè)樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成和晶體結(jié)構(gòu)等等。

X射線能譜儀主要由半導(dǎo)體探測(cè)器、前置放大器和主放大器、脈沖處理器、計(jì)算機(jī)等部分構(gòu)成。其工作原理是利用不同元素所激發(fā)的特征X射線的能量的不同來(lái)對(duì)元素進(jìn)行定性和定量分析。如圖1所示，EDS的工作流程大概可以表述為：樣品表面被激發(fā)出的特征X射線送入到半導(dǎo)體檢測(cè)器中，經(jīng)過(guò)處理輸出幅度與X射線能量成正比的電脈沖信號(hào)；該信號(hào)再經(jīng)過(guò)前置放大器的整形放大、主放大器的放大整形輸出對(duì)應(yīng)電壓信號(hào)；該信號(hào)被送入到脈沖處理器，進(jìn)行信號(hào)降噪、將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)并在對(duì)應(yīng)通道內(nèi)累加計(jì)數(shù)、消除脈沖堆積等處理；最后，將信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)并通過(guò)專業(yè)軟件對(duì)其進(jìn)行處理，在顯示器上形成能譜圖，并可以根據(jù)能譜圖進(jìn)行各種各樣的處理，進(jìn)而達(dá)到定性分析的目的。

掃描電子顯微鏡結(jié)合X射線能譜儀的使用方法也能對(duì)材料的成分進(jìn)行分析，這種分析方法可以簡(jiǎn)稱為SEM-EDS分析技術(shù)。

SEM-EDS在材料科學(xué)的研究中應(yīng)用很廣，它可以對(duì)材料同時(shí)進(jìn)行微區(qū)形貌觀察和成分分析。SEM-EDS一般只能提供空間分辨率為微米或亞微米的成分分布信息，但是通過(guò)調(diào)整SEM的加速電壓和減薄樣品等方法，成分分布的空間分辨率也可達(dá)到幾十納米的量級(jí)。

隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展以及精密機(jī)械學(xué)科的進(jìn)步，航空維修也越來(lái)越趨向于精細(xì)化修理，對(duì)產(chǎn)品的故障分析也越來(lái)越深入，對(duì)機(jī)件關(guān)鍵材料的失效原因分析，吸引著廣大航空維修工作者研究，掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線能譜儀（EDS）是當(dāng)前材料分析領(lǐng)域較為常見(jiàn)的兩種分析設(shè)備，基本上是組合使用的，功能非常強(qiáng)大，既能觀察樣品表面形貌又能對(duì)微分區(qū)進(jìn)行成分分析。

在實(shí)際的飛機(jī)維修過(guò)程中，SEM-EDS分析技術(shù)可應(yīng)用于金屬腐蝕、漆層脫落、粘合劑催化、電路板虛焊、復(fù)合材料損傷、油液成分分析等多方面的研究，作為一種非破壞性的表面分析手段，將在飛機(jī)維修失效模式分析的研究中發(fā)揮出更大的作用。

傳統(tǒng)的清潔度檢測(cè)方法通過(guò)光學(xué)顯微鏡對(duì)萃取在標(biāo)準(zhǔn)微孔濾膜上的雜質(zhì)顆粒進(jìn)行形貌觀察、統(tǒng)計(jì)，無(wú)法對(duì)顆粒屬性進(jìn)行分析，因而只能簡(jiǎn)單定義產(chǎn)品的清潔度等級(jí)，無(wú)法有效確定影響清潔度的真實(shí)原因，基于清潔度對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的重要性以及當(dāng)前通用檢測(cè)方法的不足，有研究者通過(guò)SEM和EDS的結(jié)合使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雜質(zhì)顆粒的形貌觀察、分級(jí)統(tǒng)計(jì)以及顆粒屬性的分析和溯源，提升清潔度檢測(cè)分析水平。

SEM-EDS在法庭科學(xué)物證鑒定領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有兩個(gè)主要目的，一是對(duì)微量物證進(jìn)行種類認(rèn)定，如確定嫌疑人手上檢材是否為射擊殘留物或確定嫌疑人衣物上所附著的微量玻璃顆粒是否為車窗玻璃碎屑或其他某一玻璃碎屑；

二是同一認(rèn)定，確定檢材與樣本是否來(lái)自同一客體。大量的物證鑒定實(shí)踐證明，用SEM-EDS可準(zhǔn)確地鑒定分離物的同一性，其有效性已獲 Forensic TestingProgram（Collaborative Testing Services，USA）等國(guó)際權(quán)威鑒定機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，可以預(yù)見(jiàn)掃描電鏡-能譜儀在法庭科學(xué)物證鑒定領(lǐng)域的應(yīng)用前景將非常廣闊。

目前，99%以上的含石棉材料中包含溫石棉、青石棉、鐵石棉，而陽(yáng)起石、透閃石、直閃石儲(chǔ)量少于石棉總儲(chǔ)量的 1%，雖未直接開(kāi)采用于商業(yè)產(chǎn)品，但會(huì)少量的夾雜在其他礦物中出現(xiàn)在石棉制品中。通過(guò)對(duì)以上六種石棉使用SEM-EDS進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)它們較低倍觀察下的纖維形貌有一定的差異，然而制品中石棉纖維狀態(tài)有可能在加工的過(guò)程中發(fā)生變化，因此形貌分析僅僅能判斷樣品中含有纖維狀物質(zhì)，更多是作為石棉檢測(cè)的一種輔助手段。

在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)比石棉標(biāo)準(zhǔn)品元素分析結(jié)果與對(duì)應(yīng)理論組成，證實(shí)該方法能有效區(qū)分幾種主要的石棉。因此可以使用SEM-EDS 聯(lián)用的方法，在確定樣品中含有纖維物質(zhì)后，再進(jìn)一步分析纖維的元素組成，此法既彌補(bǔ)使用X-射線衍射法無(wú)法分析非晶樣品的不足，而SEM的高分辨率也提高了石棉定性的精度，是一種鑒定建筑材料和保溫材料中石棉的準(zhǔn)確、快速的方法。

不積珪步，無(wú)以至千里；不積細(xì)流，無(wú)以成江海。做好每一份工作，都需要堅(jiān)持不懈的學(xué)習(xí)。

二、電子探針和eds區(qū)別

元素定量定性方面，電子探針與EDS的區(qū)別在于電子探針采用的是波譜（WDS）分析，EDS采用的是能譜分析。為了有助于理解電子探針，同學(xué)們可以將它認(rèn)為是一臺(tái)EDS功能更為強(qiáng)大（靈敏度以及分辨率都超過(guò)EDS一個(gè)數(shù)量級(jí)）的掃描電鏡（EPMA同時(shí)也具備SEM各類功能）。另外，電子探針也能對(duì)超輕元素進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析（B、C、N、O、F），這是EDS無(wú)法做到的。

三、關(guān)于SEM和EDX的問(wèn)題？

EDS與EDX原理一致，前者精確度高，主要測(cè)試元素含量

四、求助：冷場(chǎng)掃描電鏡和熱場(chǎng)掃描電鏡的區(qū)別

冷場(chǎng)：做完測(cè)試關(guān)燈絲，需要做Cleaning，燈絲束流亮度較低，成像質(zhì)量較好，不適合做EDS。

熱場(chǎng)：燈絲常亮，不需要清潔維護(hù)，燈絲亮度高，成像效果較好（相同等級(jí)的熱場(chǎng)FESEM成像效果略遜色于冷場(chǎng)FESEM），EDS效果遠(yuǎn)優(yōu)于冷場(chǎng)。

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