SEM-EDS-analyysi

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

SEM-EDS (kutsutaan myös nimellä SEM-EDX) on yhdistelmä kahta tehokasta tekniikkaa, pyyhkäisyelektronimikroskopiaa (scanning electron microscopy eli SEM) ja energiadispersiivistä röntgenspektroskopiaa (energy-dispersive X-ray spectroscopy eli EDS tai EDX). 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 löytyy SEM-sivultamme.

EDS-detektori

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

EDS:n toimintaperiaate

EDS-detektori havaitsee röntgensäteet, joita materiaali tuottaa, kun elektronit vuorovaikuttavat sen pinnan kanssa SEM-kuvantamisen aikana. EDS analysoi röntgensäteet ja voi siten tunnistaa kaikki alkuaineet näytteestä lukuun ottamatta 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-EDS:ssä, mutta elektronien sijaan röntgensäteiden avulla.

Soveltuvat näytematriisit

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

SEM-EDX-analyysin 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

Ota yhteyttä

Ota yhteyttä alla olevalla lomakkeella, niin saat tarjouksen testauspalveluista yhdessä arkipäivässä.

Vastaamme aina yhdessä arkipäivässä.

Voit myös lähettää sähköpostia info@measurlabs.com tai soittaa meille +358 50 336 6128.

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, jossa 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-EDS: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-EDS: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 EDS:llä. SEM-EDS:llä analysoitavan alueen koko vaihtelee noin 0,1 mikrometristä 3 mikrometriin. 

Millaisia näytteitä SEM-EDX:llä voi analysoida?

SEM-EDX:llä voidaan analysoida kiinteitä näytteitä. 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.