[공학]EPMA

소개

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목차

EPMA란
EPMA의 원리
X-선을 발생시키는 원리
WDS
EDS
WDS와 EDS 차이점
시료의 조건
EPMA의 기능
정성분석
정량분석
선분석
EPMA의 장점
EPMA의 한계점
EPMA의 용도

본문내용

EPMA란
Electron Probe Micro Analyzer
전자현미분석기
광물학, 암석학, 고체물리학, 금속학, 무기재료학, 치학 등에서 사용되는 고체시료의 화학조성을 알아낼 수 있는 장비
EPMA의 원리
전자총에서 15 ∼ 30 kV로 가속된 전자빔이 1㎛ 이하의 직경으로 초점 조정되어, 잘 연마된 시료표면에 충돌하면 시료를 구성하고 있는 원소들로부터 원소별로 고유한 파장을 갖는 특성 X-선이 발생하게 되는데 이 들을 X-선 검출기 (WDS 또는 EDS)로 측정하여 시료의 화학조성을 규명하는 분석법이다.

X-선을 발생시키는 원리 
WDS
일정한 면간거리를 가지는 단결정을 X-선이 진행하는 방향에 놓으면 브라그 회절법에 맞는 X-선만 정해진 방향으로 강하게 회절 되는데, 그 방향에 X-선검출기를 놓으면 공간 중에 존재하는 X-선의 파장을 알아낼 수 있다. 회절시키는 단결정을 회전시키면서 각도를 변화시키면, 브라그 법칙에 맞는 X-선을 모두 골라낼 수 있으며, 이렇게 해서 얻어지는 X-선 스펙트럼 WDS(Wavelengths Dispersive X-ray Spectrum)라고 한다.


EDS
특성 X-선은 원자의 종류 및 전자 궤도에 따라 다르므로 이를 이용하여 시편의 화학적 성분을 정성 혹은 정량분석을 할 수 있는데, 이를 EDS(Energy Dispersive Spectroscoy) 라고 한다.

WDS와 EDS 차이점
일반적으로 EDS의 peak들이 서로 중첩되어 정확한 정량분석이 어려울 경우도 있다. WDS는 X-ray를 탐지하는데 있어 EDS보다 효율이 떨어져 약 30%정도밖에 되지 않고 detection angle도 0.001 sr 밖에 되지 않아 Data 취득시간이 EDS보다 훨씬 오래 걸린다. 그렇지만 EDS와 WDS의 분해능을 비교하면 월등히 WDS가 우수함을 알 수 있다.

시료의 조건
진공 중에서 형태를 유지할 것
전도성이 있을 것
내열성이 있을 것
시료표면이 청정할 것
시료표면이 평탄할 것
시료의 두께는 적어도 5~10㎛ 이상이 될 것

EPMA의 기능
정성분석
정량분석
선분석
면분석

참고자료

· 없음