Elektronmikorszonda: EMPA, EPMA

Hasonló dokumentumok
Röntgen-gamma spektrometria

A nanotechnológia mikroszkópja

Pásztázó elektronmikroszkóp. Alapelv. Szinkron pásztázás

Havancsák Károly Nagyfelbontású kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTÉ-n: lehetőségek, eddigi eredmények

Mikroszerkezeti vizsgálatok

Metaszomatózis folyamatának nyomon követése felsőköpeny zárványokban, Persány-hegység

Köpenyfluidzárványok kutatása mikro- és nanométeres léptékben

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája

Prompt-gamma aktivációs analitika. Révay Zsolt

A vulkáni kitöréseket megelőző mélybeli magmás folyamatok

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Havancsák Károly Az ELTE TTK kétsugaras pásztázó elektronmikroszkópja. Archeometriai műhely ELTE TTK 2013.

Sugárzás és anyag kölcsönhatásán alapuló módszerek

Energia-diszperzív röntgen elemanalízis

ELTE Fizikai Intézet. FEI Quanta 3D FEG kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Opakásványok kristályorientáció vizsgálata a lahócai Cu-Au ércesedésben

Litoszféra fő-, mikro- és nyomelemgeokémiája

Izotópkutató Intézet, MTA

Kristályorientáció-térképezés (SEM-EBSD) opakásványok és fluidzárványaik infravörös mikroszkópos vizsgálatához

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Elektronsugaras mikroanalízis restaurátoroknak. I. rész: pásztázó elektronmikroszkópia

Szerkezetvizsgálat ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS (BSc)


Pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) Elektronsugaras mikroanalízis (EPMA)

Nagyteljesítményű elemanalitikai, nyomelemanalitikai módszerek

Képalkotás a pásztázó elektronmikroszkóppal

A FŐVÁROSI HULLADÉKHASZNOSÍTÓ MŰ KAZÁNJÁBAN KELETKEZETT SZILÁRD ANYAGOK KÖRNYEZET- GEOKÉMIAI VIZSGÁLATA

Modern fizika laboratórium

Híradástechnikai anyagok és eszközök elektronmikroszondás vizsgálata

Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Az elektronpályák feltöltődési sorrendje

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Karbonát és szilikát fázisok átalakulása a kerámia kiégetés során (Esettanulmány Cultrone et al alapján)

10. előadás Kőzettani bevezetés

A JÁSZSÁGI MEDENCE TANULMÁNYOZÁSA SZÉN-DIOXID FELSZÍN ALATTI ELHELYEZÉSÉNEK CÉLJÁRA Berta Márton

Quanta 3D SEM/FIB Kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp. Havancsák Károly

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

RÖNTGEN-FLUORESZCENCIA ANALÍZIS

Typotex Kiadó. Tartalomjegyzék

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Polimorfia Egy bizonyos szilárd anyag a külső körülmények függvényében különböző belső szerkezettel rendelkezhet. A grafit kristályrácsa A gyémánt kri

AZ MFGI LABORATÓRIUMÁNAK VIZSGÁLATI ÁRAI

PROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész

6-7. PÁSZTÁZÓ ELEKTRONMIKROSZKÓPIA MEGBÍZHATÓSÁGI HIBAANALITIKA VIETM154 HARSÁNYI GÁBOR, BALOGH BÁLINT

Röntgenanalitika. Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD)

Anyagvizsgálati módszerek Elemanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Az opakásványok infravörös-mikroszkópos sajátosságai és ezek jelentősége a fluidzárvány vizsgálatokban

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Folyadékzárvány vizsgálatok és földtani alkalmazásaik. II. előadás: A fluidzárvány petrográfia és bevezetés a zárványfluidumok fázisdiagramjaiba

Nagyműszeres vegyész laboratórium programja. 8:15-8:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly)

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

A diffúz reflektancia spektroszkópia (DRS) módszerének alkalmazhatósága talajok ásványos fázisának rutinvizsgálatában

Atomreaktorok üzemtana. Az üzemelő és leállított reaktor, mint sugárforrás

Karbonát és szilikát fázisok átalakulása a kerámia kiégetése során (Esettanulmány Cultrone et al alapján)

15/2001. (VI. 6.) KöM rendelet. az atomenergia alkalmazása során a levegbe és vízbe történ radioaktív kibocsátásokról és azok ellenrzésérl

ALPHA spektroszkópiai (ICP és AA) standard oldatok

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A Föld kéreg: elemek, ásványok és kőzetek

XLVI. Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny február 6. * Iskolai forduló I.a, I.b és III. kategória

Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában

Környezet nehézfém-szennyezésének mérése és terjedésének nyomon követése

Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

EBSD vizsgálatok alkalmazása a geológiában: Enargit és luzonit kristályok orientációs vizsgálata

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Aktiválódás-számítások a Paksi Atomerőmű leszerelési tervéhez

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Abszorpciós fotometria

I. ANALITIKAI ADATOK MEGADÁSA, KONVERZIÓK

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

A TERMÉSZETES RADIOAKTIVITÁS VIZSGÁLATA A RUDAS-FÜRDŐ TÖRÖK- FORRÁSÁBAN

Röntgen. W. C. Röntgen. Fizika-Biofizika

Nagyműszeres vegyész laboratórium programja. 9:15-9:25 Rövid vizuális ismerkedés a SEM laborral. (Havancsák Károly)

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

KÉSŐ AVAR ÜVEGGYÖNGYÖK ÖSSZETÉTEL- VIZSGÁLATA

Abszorpciós spektroszkópia

11. előadás MAGMÁS KŐZETEK

Röntgendiagnosztika és CT

Dankházi Z., Kalácska Sz., Baris A., Varga G., Ratter K., Radi Zs.*, Havancsák K.

Abszorpciós fotometria

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Pásztázó elektronmikroszkóp (SEM scanning electronmicroscope)

A periódusos rendszer, periodikus tulajdonságok

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Periódusosság. Általános Kémia, Periódikus tulajdonságok. Slide 1 of 35

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

6. A preparált minták röntgen-fluoreszcens vizsgálata

Elemanalitika hidegneutronokkal

A TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

SZERKEZETVIZSGÁLAT. ANYAGMÉRNÖK BSc KÉPZÉS (nappali munkarendben) TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

1.ábra A kadmium felhasználási területei

Átírás:

Elektronmikroszonda

Elektronmikorszonda: EMPA, EPMA Raimond Castaing, francia vegyész az 1950-es évek elején építette (Ph.D. disszertáció) EMPA egy roncsolásmentes mikroanalitikai módszer - kismennyiségű szilárd anyag kémiai összetételének meghatározására Elemzés helye 1 mikrométeres pontossággal Mennyiségi és minőségi kémiai analízis

Felépítése Standard (Rtg-sugár intenzitása, ismert összetétel) Korrekciószámolás: [ZAF (rendszám, abszorpciós, fluorencens); Bence-Albee, 1968, (J.Geol., 76, 382-403)] Elektronmikroszonda 1/ elektron ágyú 2/ elektron oszlop, lencsék, elektronáram szabályozó, 3/ mintatartó kamra, 4/ mikroszkóp, 5/ spektrométer(ek), 6/ vákuum rendszer. Nagy energiájú (10-30 kev gyorsító feszültség, 10-200 na elektronáram) fókuszált elektron sugárnyaláb kis térfogatú (néhány µm 3 ) anyagban karakterisztikus Rtg-sugarakat generál, amelyek elemző kristály(ok)on megtörve és detektorral számolva [(spektrométer(ek)] megadják a vizsgált anyag elemi összetételét.

Cameca - JEOL Cameca SX100 JEOL 733

Elektron bombázás által keltett effektusok a vizsgált mintában Elektronsugár energiát veszít a mintával való kölcsönhatás során, így a detektálható effektusok a minta felszín közeli részéből származik. Auger elektronok (külső héjak elektonjai) Bremsstrahlung (vagy braking radiation) folyamatos sugárzás Hőhatás (fluidzárványok) Fontos: SE, BSE, X-ray, CL

Gerjesztési körte: Különböző elektronok keletkezése és a mintával való térfogati kölcsönhatása (torzított ábra) elektronsugár átmérő: ~1 mikrométer A minta és az elektronsugár közötti kölcsönhatás térfogatának nagysága és alakja a gerjesztett térfogat átlagos rendszámától és az elektronsugár gyorsító feszültségétől függ. Elektronsugár átmérő: ~1 mikrométer.

Al Au A mintába jutó elektronok szóródása és a rtg-sugarak gerjesztési térfogata erősen függ a minta kémiai összetételétől. Illó-tartalom, Na- és K- tartalom, Zónásság, zárványosság

Detektorok hullámhossz diszperzív rendszer (wds) energia diszperzív rendszer (eds) Hullámhossz diszperzív röntgenspektrométer Energia diszperzív röntgendetektor

WDS vs. EDS Generált rtg-sugár gyűjtés: Beérkezett rtg-sugár számolás: Elektronsugár átmérő: Rtg-sugár felbontás: Egy időben vizsgált rtgsugár spektrum: Zavaró hatások a rtgspektrumon: Elemzési (számlási) idő <0.2% 30% ~2 mikron szuper részleges ritka változó (max. 1 min.) 2% 100% min. 0.05 μm (kvalitatív) gyenge teljes gyakori lehet ~5 sec. (kvalitatív)

Elemzőkristály Mesterséges, többnyire szerves vagy pszeudokristály Rutinszerűen kvantitív elemzés F-től (Z=9) U-ig (Z=92) 0.1 m/m% kimutatási határral (fő elemek!). TAP Thallium-acid-phthalate, KAP Potassium-acid-phthalate, ADP Ammonium-dihydrogen-phosphate, LiF Lithium-fluoride, PET - Pentaerythritol, RAP Rubidium-acid-phthalate, ODPB Lead-octodecamoate, LDEC (Be-től O ig, optimális C-re and N-re) LDEB (Be-től C-ig, optimális Be-re and B-ra) PC1 (F-, O- és C-re), PC2 (B-ra)

Spektrométer 4 spektrométer: 21 Kα1 37 52 14 Kα1 25 33 Lα1 9 Kα1 15 25 Lα1 41 57 5 Kα1 9 20 Lα1 23 Kristály Tartomány K L M TAP F to P Mn to Nb La to Hg PET Si to Mn Sr to Tb Ta to U LIF Sc to Rb Te to Np Lα1 65 73 Mα1 ODPb B to O Ca to V Mα1 83 93 92

5 spektrométer: Spektrométer 1: TAP PET LDEC LDEB Spektrométer 2: TAP LDEC Spektrométer 3: LIF PET Spektrométer 4: PET TAP Spektrométer 5: LIF PET Elemző kristály PET Elem tartomány K-alpha lines Si through Cr L-alpha lines Rb through Eu (Kr-Eu on spectrometer 1) M-alpha lines Lu through Bi and Th through U Four PET crystals, two of which are PET-J high reflectivity crystals TAP K-alpha lines F through Si (O-Si on spectrometer 1) L-alpha lines Cr through Zr M-alpha lines of La through Pt Three TAP crystals LIF K-alpha lines of Ca through Rb L-alpha lines of Sb through U Two LIF crystals LDE1 K-alpha lines of C through Ne (optimum for O and F) L-alpha lines of Ca through Ni LDEC K-alpha lines of Be through O (optimum for C and N) LDEB K-alpha lines of Be through C (optimum for Be and B) Megj. átfedés, K-, L-, M-α rtg-vonalak

Pontelemzés EDS rendszerrel Nem nagypontosságú elemzési adatok, Elemek csúcsainak átfedése, Példa #1: Cr-spinell EDS-spektruma (Cr-Ka, Cr-Kb)

Példa #2: EDS-spektrum kősóba zárt mikroméretű anhidrit zárványról. Példa #3: EDS-spektrum a Jewel Cave falán megjelenő barna mállási kéregről. Megj. erős Fe, gyenge Mn csúcs, továbbá agyagásványra és szerves eredetű anyagra utaló elemek csúcsa.

WDS vonalmenti (integrált pont) elemzés Ni Si Cr Mn WDS spektrométerrel vonalmenti (integrált pont) elemprofil az egyes elemekről, elemek mennyiségének változása, korreláció, kvantitatív elemzés

Területi elemzés (Rtg-térképezés) WDS pontos területi összetétel meghatázását teszi lehetővé egy-egy elemre. Ez több, mint egy adott terület kémiai változékonyságának, egyes elemek eloszlásának a bemutatása. Ca eloszlása az ordoviciumi Moretown Formáció (Plainfield, Massachusetts) gránátjában és környezetében. Komplex metamorf fejlődéstörténet: gránát magja S- alakban elrendezett primer zárványokat tartalmaz, ami korábbi szöveti elem. A gránát Ca-ra homogén. A gránát összetételének hirtelen változása (Ca csökkenése) a korábbi szöveti elem drámai kimaradásával kapcsolatban van. Ezt követi egy egylépcsős vagy egy kétlépcsős metamorf fejlődéstörténet, ami zárványmentes és Ca növekedést, majd csökkenést mutat.

Rtg-elemtérképezés: gránát Simultaneous imaging of BSE, together with Ca, Mg and Mn distributions.

Rtg-elemtérképezés: kohászati salak (max: vörös, min: fekete) Fényes: vasgazdag, vázkristályos Cr-ötvözet, szabálytalan Al-ötvözet foltok, intersticiális üveg BSE Z Si Kα Fe Kα Cr Kα O Kα Al Kα

Visszaszórt elektron felvételek (Backscattered Electron Imaging, BSEI) BSE felvételek tónusa a gerjesztett anyag átlagos rendszámától függ, értékes információ az anyag összetételének vátozékonyságáról. A BSE detector fényre érzékeny, így nem látható, ha a minta meg van világítva. A BSEI térbeli érzékenysége gyenge, BSE a felszín közeléről származik. BSE felvétel klinopiroxénben ortopiroxén szételegyedési lamelláról BSE felvétel nagy, zónás olivinről (Fegazdag perem), a környezetében kőzetüvegben vázkristályok

BSE felvételek Fe/Mg arányában erősen változó turmalin kvarc és káliföldpát mellett gránitban. Szöveti elemzés: Spinell lherzolit (Simcoe, Cascade) Si és alkáliában gazdag olvadékkal átitatva, ami a spinell megolvadásához, majd kristályosodásához vezetett.

BSE felvétel BSE felvétel kvarc környezetében kőzetüvegbe fagyott kristályokról. Az elemi összetétel különbsége színekkel fokozható.

BSE felvételek Karbonát anyagú repedéskitöltés granitoidban (Bátaapáti) Dolomit Fe-Mn-tartalmú dolomit Kalcit Dolomit-ankerit oszcillációs zónásság A1: Kalcit; A2: (FeO+MnO:0.84); A3: (3.08) Ankerit Fe-dolomit Dolomit Kalcit Kalcit-dolomit oszcillációs zónáság Dolomit Fe-tartalmú dolomit Ankerit; másodlagos kalcit

Másodlagos elektron felvétel (Secondary Electron Imaging (SEI) Pásztázó elektron mikroszkóp (Scanning electron microscopy, SEM) Kis energiájú másodlagos elektronok által generált kép a minta felületéről, fényesebb részletek nagy elektron emisszióra utalnak. Textil Kuprit Felület és morfológia elemek tanulmányozása nagy részletességgel, elemzésre alkalmatlan helyek kiválasztása Globigerina és részlete

SEM felvételek Kullancs száj Hókristály Vesekő Olvadt OH-apatit Kaolin Aeroszol

SEM felvételek Szennyeződés Felületi egyenetlenség Gleccser Folyó Szél

Hőhatás Kősó kiválás kalciton az elektronsugár hatására felrobbant fluidum zárványok sós vízéből. Bátaapáti

Katódlumineszcencia (Cathodoluminescence Imaging, CLI) Nyomelemek (Mn 2+ és Fe 2+ eloszlása, zónásságot, Mn 2+ katódlumineszcenciát okoz, Fe 2+ viszont nem. (balra fent) Sávos, 3 generációs kalcit repedéskitöltés (1N). A kalcit gyakran reduktív körülmények között váli k ki és különböző mennyiségű Mn 2+ -t és Fe 2+ -t tartalmaz (jobbra fent) SEM image of same area. Zónásság. (jobbra lent) SEM image részlet. (balra lent) CL image. A kalcit generációk színe erősen különbözik. Kalcit1 Mn-tartalmú, Kalcit3 Mn-mentes.

Összefoglalás EMPA egy roncsolás mentes mikroanalitikai módszer kismennyiségű szilárd anyag kémiai összetételének meghatározására használható Elemzés helye 1 mikrométeres pontossággal Mennyiségi és minőségi analízis