中國粉體網訊 能量色散X射線光譜儀（Energy DispersiveX-Ray Spectrometer），簡稱為EDS，用于對材料微區成分元素種類與含量的分析，可配合掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡使用。EDS可以與EPMA、SEM、TEM等組合，其中，SEM-EDS組合是應用最廣的顯微分析儀器，是微區成份分析的主要手段之一。
圖片來源：牛津儀器
EDS技術是材料研究者常用的技術。它表征手段簡單，測試結果可靠，而且在測試價格上具有優勢，因此，EDS成為電鏡的標配。EDS能夠同時記錄所有X射線譜，方便計算X射線強度與能量的本征函數關系。由于EDS不損壞試樣材料的快速微區，所以它是一種無損檢測方式。更重要的是，如果分析材料被激發的特征X射線能量，EDS可以分析元素的定性問題。由于具備以上多種優點，EDS技術受到材料人的廣泛青睞。
EDS的原理及分析范圍
EDS基本原理：不同元素所釋放出的X射線能量不同，好比人的指紋，具有唯一性，EDS就是利用這一原理。利用特征X射線能量不同而進行的元素分析稱為能量色散法。特征X射線如何產生？當試樣原子內層被入射電子激發或電離后，會在內層電子處產生一個空缺，原子就會處于能量較高的激發狀態，此時外層電子會向內層躍遷以填補內層電子的空缺，從而釋放出具有特定能量的電磁輻射光子，即為特征X射線。特征X射線的波長與原子序數之間滿足Moseley關系式：
λ＝1/（z-σ）2（σ是常數）
不同的波長λ對應不同的原子序數z。根據這個特征能量，即可以知道在分析區域存在何種元素。
EDS分析元素的范圍：EDS可分析的元素受窗口材料類型的影響，傳統鈹窗口由于吸收超輕元素的X射線，只能分析鈉（Na）以后的元素，有機膜超薄窗口可分析鈹（Be）-鈾（U）之間的所有元素。
EDS優缺點
優點：測試和分析時間短；譜線重復性好；操作簡單。
缺點：對輕元素分析能力有限；半定量分析；對微量元素分析能力有限。
EDS的分析方法
①點分析
用于測定樣品上某個指定點的定量或定性分析。該方法定量準確度高，對于低含量元素可優先選用，且對于顯微結構的成分分析效果較好，例如：析出相、沉淀物、夾雜等。
②線分析
用于測定某種元素沿給定直線含量的分布情況。將能譜儀固定在所要測量的元素特征X射線信號的位置上，把電子束沿著指定的方向逐點掃描，便可得到該元素在該直線特征X射線強度的變化，從而反映了該元素沿直線的含量變化。
③面分析
用能譜儀輸出的特征X射線計數，來調制顯示器上電子束掃描試樣對應的像素點亮度所形成的元素分布圖像，為面分布像。區域內亮度越大，說明元素含量越高。該方法的定量準確度最低，通常用來分析材料中的元素偏析等。
由于EDS測試簡單，但功能強大，數據精準，因此它的應用較為廣泛。在鋰電負極材料領域，EDS技術同樣可以發揮其優勢，幫助科研人員更好的認識電極材料的微觀組織和化學元素等。
針對各類負極材料的產業化技術與國內外市場狀況，中國粉體網將于9月20-21日在青島舉辦2022先進負極材料技術與產業高峰論壇，旨在為負極材料產業鏈上中下游企業搭建深度交流的平臺，開展產、學、研合作，助推負極材料行業持續健康發展。屆時，牛津儀器專家陳帥將作《牛津儀器EDS技術及其在負極材料中的應用》的報告。報告將對牛津儀器EDS技術的最新進展進行介紹，內容涵蓋實時元素成像、定量分析、定性分析以及顆粒物分析功能AZtecBattery等。
專家簡介：
陳帥，2015年3月畢業于日本京都大學材料工學專攻，獲工學博士學位，博士期間主要研究超細晶亞穩態奧氏體鋼的相變誘發塑性和馬氏體相變。畢業后先后在鋼鐵公司和材料分析公司從事鋼鐵產品開發以及高純材料分析等工作。2018年加入牛津儀器，主要負責EDS、WDS、EBSD、OP的推廣及技術支持。
參考來源：
1、X射線能譜儀(EDS)技術簡介.華慧高芯網
2、EDS能譜分析方法詳細介紹.材子筆記
3、表征技術之能譜儀（EDS）.電化學人
（中國粉體網編輯整理/文正）
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