microsonda elettronica di analisi ( EMPA) , sviluppato da R. Castaing a Parigi nel 1950 , è utilizzato per valutare la composizione chimica di piccole quantità di materiali solidi senza distruggerle . Una microsonda elettronica si basa sul principio che se un materiale solido è bombardato da un fascio di elettroni accelerati e concentrata , il fascio di elettroni incidente ha energia sufficiente per togliere materia ed energia dal campione . Lo strumento microbeam utilizza un fascio focalizzato ad alta energia di elettroni . Questo fascio genera raggi X caratteristici dell'elemento all'interno di un campione più piccolo 3 micrometri di diametro. I raggi X prodotti sono diffratti analizzando i cristalli e contate utilizzando gas di flusso e rilevatori proporzionali sigillati . Gli scienziati quindi determinare composizione chimica confrontando l'intensità dei raggi X da composizioni note con quelli da materiali sconosciuti , e correggendo per gli effetti di assorbimento e fluorescenza nel campione .
Applicazioni
EPMA è la scelta ideale per analizzare singole fasi di minerali ignee e metamorfiche , per i materiali che sono di piccole dimensioni o ( ad esempio , il vetro vulcanico , matrice meteorite , reperti archeologici ) di valore o unico . Di grande interesse quando si analizzano i materiali geologici sono secondarie e gli elettroni back- sparsi, che sono utili per l'imaging di una superficie o di ottenere una composizione media del materiale .
Installazione e Tecnica
per analizzare materiali solidi utilizzando EPMA , pianeggiante , sezioni lucide devono essere preparati . In una microsonda elettronica , il punto focale sul campione è bombardato da un fascio di elettroni , emozionanti raggi X secondari . Lo spettro ai raggi X per ogni elemento è costituito da un piccolo numero di lunghezze d'onda specifiche . Microsonda elettronica si compone di un cannone elettronico e un sistema di lenti elettromagnetiche per produrre un fascio di elettroni focalizzato , bobine di scansione che permette il fascio di raster su una superficie del campione , un portaoggetti con movimento XYZ , un sistema di rilevamento di stato solido rilevatori vicino il campione e /o spettrometri lunghezza d'onda e, spesso , un microscopio ottico per l'osservazione del campione . Per rilevare e quantificare lo spettro dei raggi X secondari campione emette , vengono utilizzati due metodi : rilevamento lunghezza d'onda ( WDS ) , utilizzando un cristallo di diffrazione per isolare i caratteristici picchi dei raggi X, e rilevazione energia (EDS) , utilizzando un solido rilevatore di stato che differenzia tra le energie di fotoni in arrivo .
Vantaggi
il vantaggio principale di EPMA è la capacità di acquisire precise , elementare analisi quantitative in formati pronti da piccolo come alcuni micrometri . L'ottica di elettroni di un setup EPMA consentono immagini ad alta risoluzione da ottenere che si sono visti con l'ottica a luce visibile . Analisi EPMA è non distruttiva , così raggi X generati da interazioni di elettroni non portano alla perdita di volume del campione . Così , è possibile analizzare nuovamente gli stessi materiali . La scala spaziale di analisi, insieme con la capacità di creare immagini dettagliate , consente di analizzare materiali geologici in situ e risolvere variazione chimica complessa all'interno di singole fasi .