材料分析技術8

第九章透射電子顯微鏡9.1引言9.2TEM的工作原理、結(jié)構(gòu)及主要性能指標9.3電子衍射9.4TEM基本成像操作及像襯度9.5TEM樣品的制備9.6TEM的應用舉例§9.1引言透射電子顯微鏡(簡稱透射電鏡,TEM)是以波長極短的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦成像的一種高分辨本領、高放大倍數(shù)的電子光學儀器。§9.2TEM的工作原理、結(jié)構(gòu)及主要性能指標透射電子顯微鏡成像原理與光學顯微鏡類似。它們的根本不同點在于：光學顯微鏡以可見光作照明源，透射電子顯微鏡則以波長極短的電子束為照明源。在光學顯微鏡中將可見光聚焦成像的是玻璃透鏡，在電子顯微鏡中則為電磁透鏡。一、工作原理由于電子波長極短，同時與物質(zhì)作用遵從Bragg方程，產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，使得透射電鏡自身在具有高的像分辨本領的同時兼有結(jié)構(gòu)分析的功能。透射電鏡結(jié)構(gòu)電子光學系統(tǒng)電源與控制系統(tǒng)真空系統(tǒng)照明系統(tǒng)成像系統(tǒng)觀察記錄系統(tǒng)電子槍聚光鏡平移對中、傾斜調(diào)節(jié)裝置物鏡中間鏡投影鏡熒光屏照相系統(tǒng)（即“鏡筒”）TEM的核心二、結(jié)構(gòu)TEM工作原理透射電鏡(TEM)是以波長極短的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦成像的一種高分辨本領、高放大倍數(shù)的電子光學儀器。三、TEM的主要性能指標分辨本領高是TEM最顯著的特點。目前世界上最先進的透射電鏡的分辨本領已達到0.1nm，可用來直接觀察原子像。分辨本領放大倍數(shù)§9.3電子衍射一、概述TEM的主要特點是可以進行組織形貌與晶體結(jié)構(gòu)同位分析。成像操作:中間鏡物平面與物鏡背焦面重合；得到反映樣品晶體結(jié)構(gòu)的衍射斑點。中間鏡物平面與物鏡像平面重合；得到反映樣品組織形態(tài)的形貌圖像。衍射操作:電子衍射原理和X射線衍射相似，是以滿足或基本滿足布拉格方程作為產(chǎn)生衍射的必要條件。兩種衍射技術所得到的衍射花樣在幾何特征上也大致相似。單晶：一套規(guī)則排列的斑點；多晶：一系列不同半徑的同心圓環(huán)；非晶：一個漫散的中心斑點。

常見的電子衍射花樣單晶多晶非晶二、電子衍射原理1、布拉格定律電子束比X射線更容易產(chǎn)生衍射對于給定的晶體樣品，只有當入射波長足夠短時，才能產(chǎn)生衍射。通常TEM的加速電壓為100~200kV，即電子波的波長為10-3nm數(shù)量級，而常見晶體的晶面間距為10-1nm數(shù)量級，所以：電子衍射的衍射角總是非常小，這是它的花樣特征之所以區(qū)別于X射線衍射的主要原因。X射線的波長：0.01~10nm用于衍射分析的X射線：0.05~0.25nm2、電子衍射方程而電子衍射2很小，有cos1、cos21，設樣品至感光平面的距離為L(即相機長度)，O與P的距離為R，由圖可知：電子衍射方程電子衍射方程建立了電子衍射花樣與晶體結(jié)構(gòu)之間的關系，是分析電子花樣的重要工具。透射斑點衍射斑點3、電子衍射方程分析電子花樣過程①確定相機常數(shù)K(即L)(標樣)；②測量Ri；③計算di；④根據(jù)di的比值確定晶體結(jié)構(gòu)，并標定花樣指數(shù)。一般過程：電子衍射與X射線衍射的基本原理是完全一樣的，遵從衍射產(chǎn)生的必要條件(布拉格方程)和系統(tǒng)消光規(guī)律。四、簡單電子花樣的標定

分析花樣的作用

確定結(jié)構(gòu)物相鑒別分析取向2、單晶花樣的標定(2)標定方法（指數(shù)化）

比值法特征平行四邊形法標準花樣對照法(1)特征

一套斑點屬于同一晶帶。具有特征平行四邊形。一套規(guī)則排列的斑點，b.特征平行四邊形法*

一套單晶花樣是由一組特征平行四邊形組成；

不同的結(jié)構(gòu)有不同的特征平行四邊形；簡單結(jié)構(gòu)的特征平行四邊形數(shù)據(jù)已由計算機算出，并已列表，實際中，只要將測量結(jié)果與表中數(shù)據(jù)相比較，即可進行標定。原理：以原點為中心，取與原點最近三點組成平行四邊形，r1，r2，r3滿足：①r1,r2為平行四邊形最短邊，

r3為最短對角線；②r1<r2<r3。

特征平行四邊形的取法**r1r2r3例：標定某淬火鋼的電子花樣若選特征平行四邊形OA’C’B’，則180o不唯一性。特征平行四邊形法適合于結(jié)構(gòu)已知的花樣標定！與Bcc第31號符合，即：A(110)，B(211)，[uvw]=[113]4.通過向量運算確定其他斑點指數(shù)1.取特征平行四邊形OACB2.測量，并計算：

r1=9.8mm,r2=r3=16.9mm

∠AOB=73o,r2/r1=r3/r1=1.72查表標定指數(shù)：例：標定某淬火鋼的電子花樣若選特征平行四邊形OA’C’B’，則180o不唯一性。特征平行四邊形法適合于結(jié)構(gòu)已知的花樣標定！與第31號符合，即：A(110)，B(211)，[uvw]=[113]4.通過向量運算確定其他斑點指數(shù)1.取特征平行四邊形OACB2.測量：

r1=9.8mm,r2=r3=16.9mm

∠AOB=73o,r2/r1=r3/r1=1.72查表Bcc：§9.4TEM基本成像操作及像襯度一、成像操作透射電鏡中，不僅可以選擇特定的像區(qū)進行電子衍射(選區(qū)電子衍射)，還可以選擇成像電子束

(選擇衍射成像)。成像操作光路圖(a)明場像(b)暗場像(c)中心暗場像明場像暗場像中心暗場像物鏡光闌DF:只允許衍射束通過物鏡光闌。像有畸變、分辨率低(成像電子束偏離透射電鏡的光軸，造成較大的像差，成像質(zhì)量差)。CDF:入射電子束方向傾斜2θ角度(通過照明系統(tǒng)的傾斜來實現(xiàn))，得到高質(zhì)量的暗場像。像不畸變、分辨率高。BF:只允許透射束通過物鏡光闌。像清晰。二、像襯度透射電鏡的像襯度來源于樣品對入射電子束的散射。像襯度是圖像上不同區(qū)域間明暗程度的差別。像襯度質(zhì)厚襯度衍射襯度相位襯度（1）質(zhì)厚襯度成像非晶體樣品透射電子顯微圖像襯度是由于樣品不同微區(qū)間存在在原子序數(shù)或厚度差異而形成的，即質(zhì)厚襯度（亦稱散射襯度）。①質(zhì)厚襯度定義非晶樣品襯度的主要來源②質(zhì)厚襯度來源質(zhì)厚襯度成像光路圖電子穿過樣品時，通過與原子核的彈性作用被散射而偏離光軸，彈性散射截面是原子序數(shù)的函數(shù)。此外，隨樣品厚度增加，將發(fā)生更多的彈性散射。原子核對入射電子的散射是彈性散射，而核外電子對入射電子的散射是非彈性散射。

透射電鏡主要是利用彈性散射進行成像，而非彈性散射則構(gòu)成圖像背景，降低圖像襯度，對圖像分析不利，可用電子過濾器將其除去。（2）衍射襯度成像由樣品各處衍射束強度的差異形成的襯度稱為衍射襯度，簡稱衍襯。①衍射襯度定義“衍襯”是由于晶體中各部分因滿足衍射條件(Bragg方程)的程度不同而引起的襯度，它是利用電子衍射效應來產(chǎn)生晶體樣品像襯度的一種方法。②衍射襯度來源§9.5TEM樣品的制備一、概述電子束的穿透能力不大，這就要求要將試樣制成很薄的薄膜樣品。電子束穿透固體樣品的能力，主要取決于加速電壓和樣品物質(zhì)的原子序數(shù)。加速電壓越高，樣品原子序數(shù)越低，電子束可以穿透的樣品厚度就越大。對透射電鏡常用的50~100kV電子束來說，樣品的厚度控制在100~200nm為宜。①TEM只能研究固體，試樣如含有水份或易揮發(fā)物質(zhì)，需預先處理；②樣品必須對電子束是透明的，應有足夠的強度和穩(wěn)定性，通常樣品觀察區(qū)域的厚度以控制在約100~200nm為宜；③所制得的樣品還必須具有代表性，能真實反映所分析材料的某些特征。TEM樣品的要求如下：1、TEM樣品的制備粉末樣品晶體薄膜間接樣品（復型）直接樣品TEM樣品（1）間接樣品的制備（復型法）何謂復型？

復型即表面形貌的復制。它是利用一種薄膜（即復型材料）將固體試樣表面的浮雕復制下來的一種間接樣品。復型只能觀察和研究試樣的形貌，不能用來觀察試樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對于在電鏡中易起變化的樣品和難以制成電子束可以透過的薄膜的試樣多采用復型法。①復型材料本身必須是“無結(jié)構(gòu)”或非晶態(tài)的；②有足夠的強度和剛度，良好的導電、導熱和耐電子束轟擊性能。③復型材料的分子尺寸應盡量小，以利于提高復型的分辨率，更深入地揭示表面形貌的細節(jié)特征。復型材料應具備的條件：非晶碳膜和各種塑料薄膜復型的種類按復型的制備方法，復型主要分為：一級復型（塑料一級復型、碳一級復型）二級復型（塑料-碳一級復型）萃取復型是唯一能對第二相粒子進行晶體結(jié)構(gòu)分析的復型方法。復型法的分辨本領較低，因此不能充分發(fā)揮透射電鏡高分辨率（0.2~0.3nm）的效能。更重要的是，復型（除萃取復型外）只能觀察樣品表面的形貌，而不能揭示晶體內(nèi)部組織的結(jié)構(gòu)。①晶體薄膜樣品的制備通過薄膜樣品的制備方法，可以在電鏡下直接觀察分析以晶體試樣本身制成的薄膜樣品，從而可使透射電鏡得以充分發(fā)揮它極高分辨本領的特長，并可利用電子衍射效應來成像，不僅能顯示試樣內(nèi)部十分細小的組織形貌襯度，而且可以獲得許多與樣品晶體結(jié)構(gòu)如點陣類型、位向關系、缺陷組態(tài)等有關的信息。（2）直接樣品的制備晶體薄膜粉末樣品①薄膜樣品的組織結(jié)構(gòu)必須和大塊樣品相同，在制備過程中，組織結(jié)構(gòu)不變化；②樣品相對于電子束必須有足夠的“透明度”，因為只有樣品能被電子束透過，才有可能進行觀察和分析；③薄膜樣品應有一定強度和剛度，在制備、夾持和操作過程中不會引起變形和損壞；④在樣品制備過程中不允許表面產(chǎn)生氧化和腐蝕。薄膜樣品制備的要求①從實物或大塊試樣上切割厚度為0.3~0.5mm的薄片(一般用砂輪片、金屬絲鋸(以酸液或磨料液體循環(huán)浸潤)或電火花切割等方法)；②預減薄——從圓片的一側(cè)或兩側(cè)將圓片中心區(qū)域減薄至0.1mm（利用機械研磨、化學拋光）；③終減薄——制成3mm，厚度小于500nm的薄膜（雙噴電解拋光和離子減?。?。薄膜樣品的制備過程

雙噴電解減薄適用于制備以下樣品：①不易于腐蝕的裂紋端試樣；②非粉末冶金試樣；③組織中各相電解性能相差不大的材料；④不易于脆斷、不能清洗的試樣。

圖11-2雙噴電解減薄原理示意圖(P143)是現(xiàn)今應用最廣的最終減薄法！

離子減薄適用于制備以下樣品：①不導電的陶瓷樣品；②要求質(zhì)量高的金屬樣品；③不宜雙噴電解的金屬與合金樣品。離子減薄就是用離子束在樣品的兩側(cè)以一定的傾角(5°~30°)轟擊樣品，使之減薄。對于要求較高的金屬薄膜樣品，在雙噴后再進行一次離子減薄，觀察效果會更好。目前，有一種挖坑機，機械研磨后的樣品，先挖坑，使中心區(qū)厚度進一步減薄。經(jīng)挖坑后的樣品，離子減薄的時間可大大縮短。由于陶瓷樣品硬度高，耐腐蝕，因此，離子減薄的時間長，一般長達十多個小時。②粉末樣品的制備關鍵是如何將超細粉的顆粒分散開來，各自獨立而不團聚。膠粉混合法支持膜（分散粉末）法在干凈玻璃片上滴火棉膠溶液，然后在玻璃片膠液上放少許粉末樣品并攪勻，再將另一玻璃片壓上，兩玻璃片對研并突然抽開，稍候，膜干。用刀片劃成小方格，將玻璃片斜插入水杯中，在水面上下空插，膜片逐漸脫落，用銅網(wǎng)將方形膜撈出，待觀察。需TEM分析的粉末顆粒一般都遠小于銅網(wǎng)小孔，因此要先制備對電子束透明的支持膜。常用的支持膜有火棉膠膜和碳膜，將支持膜放在銅網(wǎng)（Φ＝3mm）上，再把粉末放在膜上送入電鏡分析。粉末試樣多采用支持膜法?！?.6TEM的應用舉例①分析固體顆粒的形狀、大小、粒度分布問題；②研究由表面起伏現(xiàn)象表現(xiàn)的微觀結(jié)構(gòu)問題；③研究試樣中各部分對電子散射能力有差異的微觀結(jié)構(gòu)問題；④研究金屬薄膜及其他晶態(tài)結(jié)構(gòu)薄膜中各種對電子衍射敏感的結(jié)構(gòu)問題；⑤電子衍射分析。TEM所研究的問題大致歸納為以下幾方面：第十章掃描電子顯微鏡10.1電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生的信號10.2SEM的構(gòu)造和工作原理10.3SEM的主要性能10.4表面形貌襯度原理10.5原子序數(shù)襯度原理10.6SEM樣品的制備10.7SEM的應用舉例引言

表（界）面形貌分析；配置各種附件，做表面成分分析及表層晶體學位向分析等。掃描電鏡能完成：掃描電子顯微鏡，簡稱掃描電鏡(SEM,ScanningElectronMicroscope)，是以電子束為照明源，電子束經(jīng)聚光鏡聚焦后與試樣相互作用，產(chǎn)生二次電子等物理信號。二次電子信號被探測器收集，經(jīng)放大器放大后，送到顯像管，得到反映試樣表面形貌的二次電子像的電子光學儀器?！?0.1電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生的信號具有一定能量的電子入射固體樣品時，將與樣品內(nèi)原子核和核外電子發(fā)生彈性和非彈性散射過程，激發(fā)固體樣品產(chǎn)生多種物理信號。SEM成像所用的物理信號是電子束轟擊固體樣品而激發(fā)產(chǎn)生的。被樣品原子散射，散射角大于90而散射到樣品表面以外的一部分入射電子稱為背散射電子。1、背散射電子(ib)成像分辨率較低，可用于成分分析和形貌分析。彈性背散射電子非彈性背散射電子指只受到樣品原子核單次或很少幾次大角度彈性散射后即被反射回來的入射電子，能量沒有發(fā)生變化。指受樣品原子核外電子多次非彈性散射而反射回來的電子。產(chǎn)生于樣品表層50～200nm的深度范圍；能量范圍較寬，從幾十到幾萬電子伏特；產(chǎn)額隨樣品平均原子序數(shù)增大而增大，所以背散射電子像的襯度可反映對應樣品位置的平均原子序數(shù)。在入射電子作用下，使樣品原子的外層價電子或自由電子被擊出樣品表面，稱為二次電子，又稱為次級電子。2、二次電子(is)成像分辨率高，可有效進行形貌分析，但不能用作成分分析。產(chǎn)生于樣品表層5~10nm的深度范圍；能量較低，一般小于50eV，大多數(shù)均小于10eV；產(chǎn)額對樣品表面形貌非常敏感，因此二次電子像可提供表面形貌襯度；主要用于斷口分析、顯微組織分析和原始表面形貌觀察等；二次電子信號強度與樣品原子序數(shù)沒有確定的關系，故不能用做成分分析。3、吸收電子(ia)入射電子進入樣品后，經(jīng)多次非彈性散射使其能量消耗殆盡，最后被樣品吸收，這部分入射電子稱吸收電子。分辨率較低；吸收電子像與二次電子像和背散射電子像的反差互補，可用作形貌分析和成分分析。產(chǎn)生于樣品表層約1m的深度范圍；產(chǎn)額隨樣品平均原子序數(shù)增大而減小，故可提供原子序數(shù)襯度。4、透射電子(it)

透射電子是入射束的電子透過樣品而得到的電子。透射電子中除了能量和入射電子相當?shù)膹椥陨⑸潆娮油?，還有不同能量損失的非彈性散射電子，其中有些電子的能量損失具有特征值，稱為特征能量損失電子。特征能量損失電子的能量與樣品中元素的原子序數(shù)有對應關系，其強度隨對應元素的含量增大而增大。利用電子能量損失譜儀可進行微區(qū)成分的定性和定量分析。5、特征X射線當入射電子能量足以使樣品原子的內(nèi)層電子擊出時，原子處于能量較高的激發(fā)態(tài)，外層電子將向內(nèi)層躍遷填補內(nèi)層空位，發(fā)射特征X射線釋放多余的能量。主要用于材料微區(qū)成分定性和定量分析，分辨率為100～1000nm。產(chǎn)生于樣品表層約1m的深度范圍；其能量或波長與樣品中元素的原子序數(shù)有對應關系，其強度隨對應元素含量增多而增大。6、俄歇電子主要用于材料極表層的成分定性和定量分析。K層電子被光量子擊出后，L層電子躍入K層，此時多余的能量不以輻射X光量子的方式放出，而是被另一L層電子吸收而逸出L層，這個躍出L層的電子稱為俄歇電子。產(chǎn)生于樣品表層約1nm的深度范圍；其能量與樣品中元素的原子序數(shù)存在對應關系，強度隨對應元素含量增多而增大。圖13-3掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)原理圖§10.2SEM的構(gòu)造和工作原理1、SEM構(gòu)造電子光學系統(tǒng)信號收集、圖像顯示和記錄系統(tǒng)真空系統(tǒng)由電子槍發(fā)射出來的電子束在加速電壓作用下，經(jīng)過2-3個電磁透鏡聚焦后，在樣品表面按順序逐行掃描，激發(fā)樣品產(chǎn)生各種物理信號，如二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子等。這些物理信號的強度隨樣品表面特征而變。它們分別被相應的收集器接受，經(jīng)放大器按順序、成比例地放大后，送到顯像管。掃描電鏡的構(gòu)造2、SEM工作原理§11.3SEM的主要性能分辨率放大倍數(shù)選用放大倍數(shù)的原則是，在能夠分辨樣品上最小的結(jié)構(gòu)細節(jié)的前提下，應盡可能選用較低的放大倍數(shù)，以便觀察較大的樣品區(qū)域?！?1.4表面形貌襯度原理利用與樣品表面形貌比較敏感的物理信號(二次電子)作為顯像管的調(diào)制信號，所得到的像襯度稱為表面形貌襯度。通常表面形貌襯度與原子序數(shù)沒有明確的關系。二次電子像中像點的亮度取決于對應樣品位置二次電子的產(chǎn)額，而二次電子產(chǎn)額對樣品微區(qū)表面的取向非常敏感。1、二次電子成像原理掃描電鏡二次電子像提供的表面形貌襯度，其應用極其廣泛，主要包括以下幾個方面：斷口分析：確定斷裂性質(zhì)及斷裂微觀機制；金相分析：觀察相的形貌、尺寸和分布；粉末形貌分析：觀察粉末空間形態(tài)及尺寸分布；表面外延膜結(jié)晶膜分析：分析結(jié)晶膜顆粒形態(tài)及尺寸；磨損及腐蝕分析：研究磨損和腐蝕機制；失效分析：分析時效原因；和表面形貌有關的分析等。2、二次電子像形貌襯度的應用原子序數(shù)襯度又稱化學成分襯度，它是利用對樣品微區(qū)原子序數(shù)或化學成分變化敏感的物理信號作為調(diào)制信號而得到的一種顯示微區(qū)化學成分差別的像襯度。背散射電子信號也可用來顯示樣品表面形貌，但它對表面形貌的變化不那么敏感，背散射電子像分辨率不如二次電子像高；二次電子能量很低，背向檢測器的二次電子在柵極吸引下也能被檢測到；而背散射電子的能量較高，背向探測器的信號難以檢測到，因此圖像存在較大的陰影。1、背散射電子形貌襯度的特點§11.5原子序數(shù)襯度原理主要有背散射電子、吸收電子和特征X射線等圖

檢測二次電子和背散射電子的比較2、背散射電子原子序數(shù)襯度原理背散射電子信號強度隨原子序數(shù)Z增大而增大，樣品表面上平均原子序數(shù)較高的區(qū)域，產(chǎn)生較強的信號，在背散射電子像上顯示較亮的襯度。因此，可以根據(jù)背散射電子像襯度來判斷相應區(qū)域原子序數(shù)的相對高低。樣品中重元素區(qū)域相對于圖像是亮區(qū)，而輕元素區(qū)域是暗區(qū)！圖13-24球墨鑄鐵的吸收電子像與背散射電子像的比較a)背散射電子像b)吸收電子像a)b)石墨石墨3、吸收電子成像吸收電子像的襯度為原子序數(shù)襯度，吸收電子的產(chǎn)額與背散射電子相反，隨樣品原子序數(shù)增大而減小，故吸收電子像襯度與背散射電子像相反。與背散射電子像相比，吸收電子像的分辨率較低。制備SEM樣品應注意：①樣品必須是干凈的固體(塊狀、粉末或沉淀物)，在真空中能保持穩(wěn)定；②樣品應有良好的導電性，或試樣表面至少要有良好的導電性（對于絕緣體或?qū)щ娦圆畹牟牧蟻碚f，則需要預先在分析表面上蒸鍍一層厚度約10～20nm的導電層。否則，在電子束照射到該樣品上時，會形成電子堆積，阻擋入射電子束進入和樣品內(nèi)電子射出樣品表面。導電層一般是二次電子發(fā)射系數(shù)比較高的金、銀、碳和鋁等真空蒸鍍層）；（蒸金）③樣品尺寸不能過大，必須能放置在試樣臺上?！?1.6SEM樣品的制備第十一章電子探針顯微分析12.1引言12.2電子探針的結(jié)構(gòu)與工作原理12.3電子探針的分析方法及應用12.4電鏡能譜分析電子探針顯微分析(Electron

probe

microanalysis,EPMA)是利用一束聚焦到很細（小于1m）且被加速到10～30keV的電子束轟擊試樣表面，通過高能電子與固體物質(zhì)相互作用時所激發(fā)出的特征X射線波長（或能量）和強度的不同，來確定分析區(qū)域中的化學成分，又稱電子探針X射線顯微分析。電子探針是在電子光學和X射線光譜學原理基礎上發(fā)展的一種高效率分析儀器。1958年法國首先制造出商品儀器?！?2.1引言70年代以來生產(chǎn)的電子探針儀上一般都帶有掃描電鏡功能，有的還附加一些附件，使之除作微區(qū)成分分析外，還能進行形貌觀察。電子探針的應用范圍越來越廣，特別是材料顯微結(jié)構(gòu)-工藝-性能關系的研究，電子探針起了重要作用。電子探針顯微分析有以下幾個特點：顯微結(jié)構(gòu)分析

元素分析范圍廣定量分析準確度高不損壞試樣、分析速度快微區(qū)離子遷移研究電子探針分析的基本原理1、定性分析的基本原理2、定量分析的基本原理1、定性分析的基本原理定性分析的基礎是Moseley關系式:只要測出特征X射線的波長，就可確定相應元素的原子序數(shù)?！ㄐ訶射線特征譜線的波長和產(chǎn)生此射線的樣品材料的原子序數(shù)Z有一確定的關系(K2、σ為常數(shù))。2、定量分析的基本原理

試樣中A元素的相對含量CA與該元素產(chǎn)生的特征X射線的強度IA(X射線計數(shù))成正比：CA為某A元素的百分含量；K為常數(shù)；IA和I(A)分別為試樣中和標樣中A元素的特征X射線強度。

如果在相同的電子探針分析條件下，同時測量試樣和已知成份的標樣中A元素的同名X射線(如Kα線)強度，經(jīng)過修正計算，就可以得出試樣中A元素的相對百分含量CA:電子探針儀的構(gòu)造和掃描電鏡相似。電子光學系統(tǒng)X射線譜儀系統(tǒng)試樣室電子計算機掃描顯示系統(tǒng)真空系統(tǒng)等§12.2電子探針的結(jié)構(gòu)與工作原理EPMA的信號檢測系統(tǒng)是X射線譜儀。波譜儀能譜儀檢測X射線波長檢測X射線能量電子探針結(jié)構(gòu)示意圖X射線譜儀（1）波譜儀(Wavelengthdispersivespec