材料檢測與分析
能量散佈 X 光光譜(energy-dispersive X-ray spectroscopy)
能量散佈 X 光光譜(EDS)是把電子顯微鏡從相機變成化學家的附件:當 SEM 或 TEM 的電子束在某一點成像時,EDS 讀取該點放出的 X 光,告訴你那裡有「哪些」元素、大約各有多少。它為你正在觀察的那個特定特徵——一顆顆粒、一個夾雜物、一種腐蝕產物——回答「這是由什麼構成的?」
當高能電子束把原子內殼層的一個電子撞出,外層電子落下填補空洞,並以 X 光釋放出能量差。關鍵在於:這個能量是元素的指紋——鐵總是在約 6.4 keV 放射、鋁在約 1.5 keV——因為每個元素的電子殼層都位於獨特的能量。EDS 偵測器把入射的 X 光依能量分類成一張由許多峰組成的光譜;峰的位置指認元素,峰的大小估計含量。
EDS 是指認未知夾雜物、繪製某元素在表面上的分布圖、或檢查鍍層組成是否正確的例行方法。誠實的限制:它不擅長輕元素(氫與氦沒有可用訊號,碳、氮、氧也不可靠),它是對一個微米級、梨形的體積取平均而非真正的一個點,而且除非用標準品校正,其「含量」只是半定量。它告訴你有哪些元素,而不是它們如何以化學鍵結合。
鋼中一個暗點以 EDS 分析:光譜顯示鋁與氧的強峰、鐵很少,指認該點為氧化鋁(Al2O3)夾雜物——一顆很可能引發疲勞裂縫的硬質顆粒。
每個元素以自己的能量放射 X 光;EDS 判讀這些峰,指認某特徵由什麼構成。
EDS 是元素分析而非化學分析——它告訴你「這裡有鋁和氧」,但不會告訴你它們以 Al2O3 鍵結;化合物是你推論出來的。它對最輕的元素也視而不見,且在沒有標準品下只是半定量,因此其百分比應視為估計值。
又稱
另見