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德國Bruker微區X射線熒光光譜儀應用分享

發布時間:2022-11-15瀏覽:64

1.設備應用簡介
       Bruker M4 Tornado 微區X射線熒光光譜儀是樣品成分分析、成分分布規律研究的新利器。成分的分布規律研究可以給學者從宏觀、微觀、微宏觀結合等多個角度提供新的研究思路。目前該設備已經在植物環境、科技考古、地球科學、材料科學、生物工程、刑事偵查等領域有著諸多的應用案例。該設備在國內外有專業的應用開發人員,專注于新應用領域的開發。
2.主要功能:
       Bruker M4 Tornado可以對大塊、不均勻、不規則樣品、甚至小件樣品和包裹物進行高靈敏度的、非破壞性元素分析(C6-Am95)。采用多導毛細管聚焦鏡將激發光聚焦到非常小的區域 (<20μm),以獲得良好的空間分辨率,進行元素成像分析。不同類型的樣品都可以通過簡單的樣品制備甚至不制備直接進行分析。設備輸出高精度的元素分布圖,分辨率可高達4000萬像素,7168*5582  pixels。
3.應用案例

植物環境應用
      微區X射線熒光光譜儀設備可以快速的對不同種類的動、植物樣本進行無損掃描,適時觀測植物樣品的根、莖、葉、花、種子中元素遷移過程,不同階段元素含量變化以及元素成像分析;可同時開展土壤重金屬污染監控,植物營養學及抗逆性研究,昆蟲形態學研究,生物組織相容性研究等。
      利用微區XRF分析水稻葉片,通過野生型和多個突變體的P元素運移富集規律,確定了幾種SR蛋白作為磷營養元素的關鍵調節因子,并顯示了三個SR蛋白編碼基因調控水稻磷的吸收和莖葉間的遷移。

科技考古
       考古研究中,X射線熒光光譜主要是測定古物中的成分,進而推斷和判斷當時的人類社會文化。微區X射線熒光光譜分析不僅提供定量數據還可以直觀給出成分分布數據。主要應用于陶瓷、青銅器、金銀器、古建筑、字畫顏料、古建筑等文物的成分分析。
       利用微區XRF分析新石器時代早期的白陶,從白陶樣品斷面 Ca 元素分布看出白陶內壁有明顯的結層,鈣元素的富集區域正好對應于樣品內壁的結層位置,說明這層殘留物應該是富含鈣質的水垢類物質。這揭示了白陶在新石器已經作為實用器。

地球科學領域
       微區X射線熒光光譜儀是地球化學方向的重要分析儀器,主要用于巖石、隕石、化石等樣品進行無損高速掃描與元素分布成像,以及礦物識別、定量及分類。
       利用微區XRF分析地質薄片或礦石原石,可以獲取薄片表面的元素分布規律,同時可以利用專業軟件,獲取礦物分布的信息,從而獲得樣品成分分布的宏觀規律。

礦物分布圖:


材料科學
        應用于薄膜鍍層厚度及均勻性研究;納米薄膜中金屬顆粒摻雜的成分以及分布成像;還可以對金屬表面離子腐蝕、涂層工藝元素分布進行識別;合金樣品成分梯度的表征;探測器芯片等電子部件的質量控制與故障檢測,量化觸點與焊接點的元素識別與失效性分析。
       利用微區XRF分析混凝土,可以清晰的看出Cl元素的分布及侵入深度??梢愿鶕氐姆植记闆r獲取有害元素的種類及侵蝕情況,對材料的結構性進行評估,以及結構強度修復提供數據支撐。


生物工程
       應用于生物組織切片;植入物與生物組織相互影響元素滲透分布成像;還可以仿生學材料的有害物質進行分析等。
利用微區XRF分析人工韌帶,將人工韌帶植物生物體內一段時間后取出測試,根據Ca元素和Cl元素的分布圖,可以看出人工韌帶中的礦物沉積 以及是否會有一些雜質元素和副產物的產生。


刑偵公安
       利用微區XRF分析對衣物上彈孔進行射擊殘留物分析,殘留物大部分顆粒很小,無法直接檢測。理想方法是將這些顆粒物的分布進行高分辨率成像。根據Cu、Pb、Ba元素的成像,可以獲取彈藥種類、距離和射擊角度等相關數據。


 

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