电子探针|电子探针的原理|电子探针的应用|电子探针的故障维修|电子探针的构造

电子探针是一种利用电子束作用样品后产生的特征X射线进行微区成分分析的仪器，可以用来分析薄片中矿物微区的化学组成。除H、He、Li、Be等几个较轻元素外，还有U元素以后的元素以外都可进行定性和定量分析。电子探针的大批量是利用经过加速和聚焦的极窄的电子束为探针，激发试样中某一微小区域，使其发出特征X射线，测定该X射线的波长和强度，即可对该微区的元素作定性或定量分析。

电子探针显微分析原理及其发展的初期是建立在X射线光谱分析和电子显微镜这两种技术基础上的，该仪器实质上就是这两种仪器的科学组合。电子探针是运用电子所形成的探测针(细电子束)作为X射线的激发源来进行显微X射线光谱分析的仪器。分析对象是固体物质表面细小颗粒或微小区域，Z小范围直径为1μm。

电子探针可测量的化学成分的元素范围一般从原子序数12(Mg)至92(U)，原子序数大于22的元素可在空气通路的X射线光谱仪上进行测量。电子探针的灵敏度低于X射线荧光光谱仪，原因是电子探针X射线的本底值高于后者，但电子探针的感量比其他仪器都高。此外，后期生产的仪器，可作X射线背散射照相、透视照相。能兼作透射电镜、能进行电子衍射、能作电子荧光观察等。

diyi台电子探针是法国制成的，是在1949年用电子显微镜和X射线光谱仪组合而成。1953年前苏联制成了X射线微区分析仪，以后英、美等国陆续生产。diyi台扫描电子探针仪是美国于1960年制成，不仅能对试样作点或微区分析，而且能对样品表面微区进行扫描。原子序数12至22的元素要在真空下进行成分测定，原子序数12以内的元素需要增添一些特殊设备才能分析。原子序数50以上的元素用L系X射线光谱进行分析，原子序数50以下的元素也可以分析，如Sn(50)可用K系x射线光谱进行分析。

1、能进行微区分析。可分析数个μm3内元素的成分。

2、能进行现场分析。无需把分析对象从样品中取出，可直接对大块试样

在众多样品化学成分分析的仪器中，电子探针分析技术(EPMA)是一种应用较早、且至今仍具有独特魅力的多元素分析技术。二战以来，世界经济和社会的迅猛发展极大的促进了科学技术的进步，电子探针技术(EPMA)也进入了一个快速发展的时期，因此在很多的领域都有电子探针的应用，例如：地质学、宝玉石鉴定、刑侦等。主要介绍了电子探针的发展历史，以及其在现代科学领域的应用。

电子探针(EPMA)，全名是电子探针x射线显微分析仪，又名微区X射线谱分析仪，可对试样进行微小区域成分分析。1913年，Moseley发现了特征X射线频率域发射X射线的原子的原子序数平方之问存在线性关系，这就是的莫塞莱定律；同年，Bragg父子又创立了的布拉格定律。莫塞莱定律与布拉格定律奠定了x射线分光化学分析德尔基础。

1949年，在diyi届欧洲电子显微学会议上，“电子探针之父”Castaing描述了他的电子探针X射线显微分析仪。1956年，Coss-lett和Duncumb在剑桥大学卡文迪许实验室设计和制造了diyi台扫描电子探针，从而实现了在电子探针仪器中能使电子束在样品表面进行二维面扫描。

此后，许多人致力于完善和发展由Castaing首先提出的将X射线强度比转换为元素质量浓度的定量处理方法。今天，样品中主要组分的电子探针定量分析的准确度能达到相对误差在12%以内。随着电子光学、微电子学、x射线能谱技术和计算机技术的发展，电子探针仪器不断更新换代，性能不断改善，朝着小型化、多功能化和自动化的方向不断进步。

电子探针X射线显微分析仪(简称电子探针)利用约1Pm的细焦电子束，在样品表层微区内激发元素的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度，进行微区化学成分定性或定量分析。电子探针的光学系统、真空系统等部分与扫描电镜基本相同，通常也配有二次电子和背散射电子信号检测器，同时兼有组织形貌和微区成

电子探针方法是利用高能电子束对样品进行成分分析的方法。基本原理是利用电磁透镜聚焦的高能电子束轰击固体表面的某一点，被轰击的元素激发出特征X射线，而特征X射线辐射的频率是发射元素原子序数的函数，因而通过对特征X射线频率和强度的分析便可得到样品表面元素分布和形貌特征。

当前，电子探针是对无机和有机材料进行显微分析的Z有效的工具之一。用它可以得到样品内空间分辨率为1微米的成分信息。电子探针还可获得X射线扫描图像，显示出扫描区域内的元素分布，而且可以对感兴趣的不同区域的相对成分作比较。由于此法能分析原子序数3到92号之间的所有元素，因而已被广泛用于地质、冶金、材料和生物学等各个领域的研究。

电子探针有三种基本工作方式：点分析用于选定点的全谱定性分析或定量分析，以及对其中所含元素进行定量分析；线分析用于显示元素沿选定直线方向上的浓度变化；面分析用于观察元素在选定微区内浓度分布。

由莫塞莱定律可知，各种元素的特征X射线都具有各自确定的波长，通过探测这些不同波长的X射线来确定样品中所含有的元素，这就是电子探针定性分析的依据。而将被测样品与标准样品中元素Y的衍射强度进行对比，就能进行电子探针的定量分析。当然利用电子束激发的X射线进行元素分析，其前提是入射电子束的能量必须大于某元素原子的内层电子临界电离激发能。

利用约1Pm的细焦电子束，在样品表层微区内激发元素的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度，进行微区化学成分定性或定量分析。电子探针的光学系统、真空系统等部分与扫描电镜基本相同，通常也配有二次电子和背散射电子信号检测器，同时兼有组织形貌和微区成分分析两方面的功能。电子探针的构成除了与扫描电镜结构相似的主机系统以外，还主要包括分光系统、检测系统等部分。

电子探针主要由电子光学系统(镜筒)，X射线谱仪和信息记录显示系统组成。电子探针和扫描电镜在电子光学系统的构造