扫描电镜 电子探针显微分析仪基本原理
电子探针(EPMA)：它是在电子光学和 X 射线光谱学原理的基础上发展起来的一种高效率、综合分析的仪器。

功能：在观察微观形貌的同时，进行微区成分分析。
 
原理：是用细聚焦电子束入射样品表面，激发出样品元素的特征 X射线，①分析特征 X 射线的波长（或特征能量），可对样品中所含元素的种类进行定性分析；②分析 X 射线的强度，则可对应元素含量进行定量分析。

构造：主机部分与 SEM 相同，只增加了检测X射线的信号的谱仪，用于检测X射线的特征波长或特征能量。  

1、电子探针显微分析仪的工作原理（1）
电子探针显微分析仪：信号检测系统是 X 射线谱仪。
(1) 波长分散谱仪(WDS) ：用来测定特征X 射线波长的谱仪，简称为波谱仪。
(2) 能量分散谱仪(EDS) ：用来测定 X 射线特征能量的谱仪，简称为能谱仪

                                                                电子探针仪的结构示意图

当入射电子激发样品原子的内层电子，使原子处于能量较高的电离或激发态，此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺，从而释放出具有特征能量和波长的X射线。

当电子束轰击样品时，由表面下μm 或 nm级的作用体积内激发出 X射线，若作用体积内含有多种元素，则可激发出各相应元素的特征X射线。 

根据莫塞莱定律，用 X射线探测器检测特征X射线，就可判定这个微区中存在着相应的元素。


 
2、能量分散谱仪(EDS)的工作原理及构造（1）
(1)基本工作原理：

 当电子束轰击样品时，在作用体积内激发出特征X射线，各种元素具有各自的X射线特征波长。

 特征波长的大小：则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量ΔE。

 能谱仪：就是利用不同元素发射的X射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。

 X射线能量检测器：目前最常用的锂漂移硅固态X射线能量探测器，即 Si（Li）检测器 。它是能谱仪的关键部件。 

2、扫描电镜 能量分散谱仪(EDS)的工作原理及构造（2）

(2)能量分散谱仪工作原理：http://www.eqequip.com/index.php?m=content&c=index&a=lists&catid=2
当X光子通过8～25μm厚的Be窗进入检测器后，在Si(Li)探测器晶体内激发出一定数目的电子-空穴对。

入射X射线光子的能量越高→产生电子-空穴对的数目 N就越大；经偏压收集→到前置放大器→电流脉冲高度就越高，经主放大器→电压脉冲→多道脉冲高度分析器；脉冲高度分析器：按脉冲高度分类并计数，就可描出一张特征 X射线按能量大小分布的图谱。  
 

3、电子探针能谱仪的分析方法及应用（1）
(1)定点成分分析：电子束固定在需要分析的微区上,能谱仪收集X射线信号，几分钟内即可直接得到微区内全部元素的谱线, 描出一张特征 X射线按能量大小分布的图谱。

                                    18-8不锈钢的能谱图         

3、电子探针能谱仪的分析方法及应用（2）
(2)成分线分布分析：
将谱仪固定在所要测量的某一元素特征X射线信号(波长或能量)的位置上；使电子束沿着指定的路径作直线轨迹扫描，便可得这一元素沿该直线的浓度分布曲线。 

3、扫描电镜 电子探针能谱仪的分析方法及应用（3）
(3)成分面分布分析：
电子束在样品表面作光栅扫描，把谱仪固定在某一元素特征X射线信号的位置，接收信号可得该元素的面分布图像。实际上是用特征X射线调制的图像。图像中的亮区表示这种元素的含量较高。