Pyyhkäisyelektronimikroskopia energiadispersiivisellä röntgenspektroskopialla

Pyyhkäisyelektronimikroskopia (SEM) yhdistettynä energiadispersiiviseen röntgenspektroskopiaan (EDS tai EDX) tuottaa tarkan kuvan näytteen mikroskooppisista pintarakenteista sekä antaa täsmällisen tiedon sen alkuainekoostumuksesta.

Tämä kahden tekniikan yhdistelmä soveltuu lähes kaikenlaisille näytteille ja sillä on valtava määrä sovelluksia aina perustason tieteellisestä tutkimuksesta tuotekehitykseen ja laadunvalvontaan.

  • Nopeat tulokset
  • Henkilökohtaista apua asiantuntijoilta
  • Kilpailukykyiset hinnat
  • Takuu tulosten oikeellisuudesta

Pyyhkäisyelektronimikroskopia energiadispersiivisellä röntgenspektroskopialla (scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy, SEM-EDX, kutsutaan myös nimellä SEM-EDS) on yhdistelmä kahta tehokasta tekniikkaa, pyyhkäisyelektronimikroskopiaa (SEM) ja energiadispersiivistä röntgenspektroskopiaa (EDX tai EDS). SEM:n avulla näytteen mikroskooppiset pintarakenteet voidaan nähdä erittäin tarkasti ja lähemmin kuin perinteisellä valomikroskoopilla. Pyyhkäisyelektronimikroskoopin resoluutio voi olla alle 1 nm, mikä on paljon korkeampi kuin valomikroskoopilla. Sen vuoksi SEM-tekniikalla saadaan laadukkaampi ja tarkempi kuva näytteen pinnanmuodoista. Lisätietoa SEM:n toimintaperiaatteesta on löydettävissä SEM-sivultamme.

EDX-detektori

SEM:llä voidaan vastata laajaan kirjoon erilaisia tarpeita niin tieteessä kuin teollisuudessakin, sillä erityyppisten tietojen saamiseksi näytteestä mikroskooppiin voidaan liittää monia erilaisia lisävarusteita. Kun näytteen alkuainekoostumus halutaan määrittää, SEM-laitteeseen kiinnitetään ylimääräinen EDX-detektori. EDX-detektori tunnistaa näytteessä olevat alkuaineet sekä määrittää niiden pitoisuudet ja jakauman.

EDX:n toimintaperiaate

EDX-detektori havaitsee röntgensäteet, joita materiaali tuottaa, kun elektronit vuorovaikuttavat sen pinnan kanssa SEM-kuvantamisen aikana. EDX analysoi röntgensäteet ja voi siten tunnistaa kaikki alkuaineet näytteestä lukuunottamatta vetyä, heliumia ja litiumia. Näytteen alkuaineet voidaan erottaa toisistaan, sillä jokaisella alkuaineella on omanlaisensa röntgenspektri, jota ne säteilevät vuorovaikutettuaan elektronien kanssa. Kun näytteen eri osien alkuainekoostumukset tiedetään, voidaan päätellä mitä yhdisteitä näyte sisältää. Lopulta tämä tieto näytteen eri osien erilaisista spektreistä voidaan visualisoida esimerkiksi pinnan alkuainekartaksi, johon eri alkuaineet ja yhdisteet on merkitty eri väreillä. 

Lisätietoa näytteessä tapahtuvasta vuorovaikutuksesta on löydettävissä XRF-sivultamme. Röntgenfluoresenssissa (XRF) hyödynnetään samaa ilmiötä alkuaineiden tunnistamiseen kuin SEM-EDX:ssä, mutta elektronien sijaan röntgensäteiden avulla.

Soveltuvat näytematriisit

  • Kiinteät näytteet
  • Erilaiset materiaalit kuten metallit ja polymeerit
  • Jauheet

SEM-EDX:n tyypillisiä käyttökohteita

  • Eri alkuaineiden tunnistaminen, sekä niiden jakauman ja pitoisuuksien määrittäminen pieniltä alueilta näytteen pintaa esimerkiksi kemiallisten reaktioiden aiheuttajien selvittämiseksi alkuainekartoituksen avulla
  • Tuotekehitys, laadunvalvonta ja prosessien optimointi esimerkiksi vika-analyysin, prosessin karakterisoinnin, murtumismekanismien analysoinnin ja partikkeleiden tunnistuksen avulla
  • Ylimääräisten aineiden etsiminen näytteestä alkuaineita tunnistamalla esimerkiksi elintarvikkeiden epäpuhtauksien tai muiden tiettyyn materiaaliin kuulumattomien yhdisteiden löytämiseksi
  • Monimutkaisten ympäristö- ja biologisten näytteiden tutkiminen niiden pintojen rakenteiden ja koostumusten selvittämiseksi
Tarjouspyyntö

Ota yhteyttä

Voit myös lähettää sähköpostia info@measurlabs.com tai soittaa meille numeroon +358 40 735 4843.

Vastaamme aina vuorokauden sisällä.
UKK

Usein kysytyt kysymykset

Mihin SEM-EDX:ää yleensä käytetään?

(SEM-EDX:llä on monia sovelluksia esimerkiksi teollisessa tuotannossa ja materiaalitieteessä. Se on hyödyllinen myös energian- ja resurssien hallinnassa sekä kuluttajille pakattujen tuotteiden tutkimuksessa. Suuria, raskaita ja haastavia näytteitä voidaan tutkia erinomaisen laadukkaiden SEM-EDX -kuvien avulla, joista nähdään niin materiaalin pinnan pikkuruisimmatkin yksityiskohdat kuin sen kemiallinen koostumuskin. 

SEM-EDX:ää käytetään yleensä tuotekehityksessä: vaurio- ja virheanalyysit, prosessin karakterisointi sekä hiukkasten laadun ja koon määrittäminen ja materiaalin luokitteleminen voidaan suorittaa SEM-EDX:n avulla tuotteen laadun takaamiseksi ja sen tuotantoprosessien optimoimiseksi. Takaisinmallinnusta ja murtumismekanismien analyysejä on myös mahdollista tehdä SEM-EDX:llä. Erilaisten materiaalien syvällisempi rakenneanalyysi, esimerkiksi pinnanmuotojen tutkiminen, pinnan saastumisen havaitseminen, sekä kemiallisten reaktioiden, kuten korroosion ja hapettumisen, aiheuttajien määrittäminen SEM-EDX:n avulla voi olla erittäin hyödyllistä tutkimus- ja kehitystyölle.

Alkuainekartoitus, missä erilaiset EDX-detektorin havaitsemat alkuaineet ja yhdisteet on merkitty kuvaan eri väreillä, on tehokas menetelmä näytteen alkuainekoostumuksen näkemiseksi yhdellä vilkaisulla. SEM-EDX:ää käyttämällä voidaan myös selvittää, onko tuotetussa materiaalissa joitakin ylimääräisiä aineita, ja missä vaiheessa valmistusprosessia ne ovat päätyneet siihen.

Näytteen alkuainekoostumus voidaan määrittää myös muun muassa röntgenfluoresenssilla (XRF), jossa hyödynnetään samanlaista ilmiötä kuin SEM-EDX:ssä.

Mitkä ovat SEM-EDX:n rajoitteet?

SEM:llä voidaan tutkia ainoastaan näytteen pinnan rakenteita, mikäli näyte ja sen sisäosat halutaan pitää yhtenä kappaleena ja vahingoittumattomina.

Mikäli näyte on liian suuri mikroskooppiin, sitä saatetaan joutua hieman leikkaamaan ennen analyysiä. Muita näytteenvalmistelutekniikoita tarvitaan yleensä silloin, jos näyte on likainen, märkä tai se ei johda sähköä.

Näytteen analysoiminen ja sen mahdollinen päällystäminen SEM-EDX:ssä voi myös rajoittaa mahdollisia myöhempiä analyysejä. Jotkin alkuainepiikit voivat mennä päällekkäin näytteen röntgenspektrissä minkä vuoksi huolellista tulosten analysointia tarvitaan alkuaineiden erottamiseksi virheettömästi toisistaan. On myös otettava huomioon, että vetyä, heliumia ja litiumia ei voida havaita EDX:llä. SEM-EDX:llä analysoitavan alueen koko vaihtelee noin 0,1 mikrometristä 3 mikrometriin. 

Millaisia näytteitä SEM-EDX:llä voi analysoida?

Kiinteitä näytteitä voidaan analysoida SEM-EDX:llä. Mikäli näyte on kuiva ja sähköä johtava, SEM tai SEM-EDX ei vaadi näytteen esikäsittelyä, eikä vahingoita tutkittavaa materiaalia. Mikäli näyte ei täytä näitä vaatimuksia, sitä täytyy usein käsitellä ennen SEM:iä: puhdistus, fiksaaminen, kuivaaminen, alustaan kiinnittäminen ja metallilla tai hiilellä päällystäminen on tehtävä ennen kuvantamista.

Mikä Measurlabs on?

Measurlabs tarjoaa erilaisia laboratorioanalyyseja tuotekehittäjille ja laatujohtajille. Suoritamme osan analyyseista omassa laboratoriossamme, mutta enimmäkseen ulkoistamme ne huolella valikoiduille kumppanilaboratorioille. Tällä tavoin pystymme lähettämään kunkin näytteen sille sopivimpaan laboratorioon ja tarjoamaan asiakkaillemme korkealaatuisia analyyseja yli tuhannella eri menetelmällä.

Miten palvelu toimii?

Kun otat meihin yhteyttä tarjouspyyntölomakkeella tai sähköpostilla, yksi menetelmäasiantuntijoistamme ottaa mittauksesi hoitaakseen ja vastaa mahdollisiin kysymyksiisi. Saat kirjallisen tarjouksen, jossa on kerrottu mittauksen yksityiskohdat ja osoite, johon voit lähettää näytteet. Me huolehdimme sen jälkeen näytteiden toimittamisesta oikeisiin laboratorioihin ja kirjoitamme tuloksista sinulle selkeän mittausraportin.

Kuinka lähetän näytteeni?

Näytteet toimitetaan laboratorioomme yleensä lähetillä. Varmista yksityiskohdat asiantuntijamme kanssa ennen näytteiden lähettämistä.

SEM-EDX (tai SEM-EDS) mahdollistaa mikroskooppisten pintarakenteiden nopean kuvantamisen ja alkuainekoostumuksen täsmällisen määrittämisen kaikenlaisille materiaaleille metalleista biologisiin kudoksiin. Measur takaa näytteillesi luotettavat tulokset, sekä tuotteillesi vankan laadunvalvonnan tehokkaalla SEM-EDX -analyysillä. Tämä mittaus on edullinen ja monipuolinen työkalu tuotekehityksellisten tavoitteidesi saavuttamiseksi.