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德国Bruker微区X射线荧光光谱仪应用分享

发布时间:2022-11-15浏览:10

1.设备应用简介
       Bruker M4 Tornado 微区X射线荧光光谱仪是样品成分分析、成分分布规律研究的新利器。成分的分布规律研究可以给学者从宏观、微观、微宏观结合等多个角度提供新的研究思路。目前该设备已经在植物环境、科技考古、地球科学、材料科学、生物工程、刑事侦查等领域有着诸多的应用案例。该设备在国内外有专业的应用开发人员,专注于新应用领域的开发。
2.主要功能:
       Bruker M4 Tornado可以对大块、不均匀、不规则样品、甚至小件样品和包裹物进行高灵敏度的、非破坏性元素分析(C6-Am95)。采用多导毛细管聚焦镜将激发光聚焦到非常小的区域 (<20μm),以获得良好的空间分辨率,进行元素成像分析。不同类型的样品都可以通过简单的样品制备甚至不制备直接进行分析。设备输出高精度的元素分布图,分辨率可高达4000万像素,7168*5582  pixels。
3.应用案例

植物环境应用
      微区X射线荧光光谱仪设备可以快速的对不同种类的动、植物样本进行无损扫描,适时观测植物样品的根、茎、叶、花、种子中元素迁移过程,不同阶段元素含量变化以及元素成像分析;可同时开展土壤重金属污染监控,植物营养学及抗逆性研究,昆虫形态学研究,生物组织相容性研究等。
      利用微区XRF分析水稻叶片,通过野生型和多个突变体的P元素运移富集规律,确定了几种SR蛋白作为磷营养元素的关键调节因子,并显示了三个SR蛋白编码基因调控水稻磷的吸收和茎叶间的迁移。

科技考古
       考古研究中,X射线荧光光谱主要是测定古物中的成分,进而推断和判断当时的人类社会文化。微区X射线荧光光谱分析不仅提供定量数据还可以直观给出成分分布数据。主要应用于陶瓷、青铜器、金银器、古建筑、字画颜料、古建筑等文物的成分分析。
       利用微区XRF分析新石器时代早期的白陶,从白陶样品断面 Ca 元素分布看出白陶内壁有明显的结层,钙元素的富集区域正好对应于样品内壁的结层位置,说明这层残留物应该是富含钙质的水垢类物质。这揭示了白陶在新石器已经作为实用器。

地球科学领域
       微区X射线荧光光谱仪是地球化学方向的重要分析仪器,主要用于岩石、陨石、化石等样品进行无损高速扫描与元素分布成像,以及矿物识别、定量及分类。
       利用微区XRF分析地质薄片或矿石原石,可以获取薄片表面的元素分布规律,同时可以利用专业软件,获取矿物分布的信息,从而获得样品成分分布的宏观规律。

矿物分布图:


材料科学
        应用于薄膜镀层厚度及均匀性研究;纳米薄膜中金属颗粒掺杂的成分以及分布成像;还可以对金属表面离子腐蚀、涂层工艺元素分布进行识别;合金样品成分梯度的表征;探测器芯片等电子部件的质量控制与故障检测,量化触点与焊接点的元素识别与失效性分析。
       利用微区XRF分析混凝土,可以清晰的看出Cl元素的分布及侵入深度。可以根据元素的分布情况获取有害元素的种类及侵蚀情况,对材料的结构性进行评估,以及结构强度修复提供数据支撑。


生物工程
       应用于生物组织切片;植入物与生物组织相互影响元素渗透分布成像;还可以仿生学材料的有害物质进行分析等。
利用微区XRF分析人工韧带,将人工韧带植物生物体内一段时间后取出测试,根据Ca元素和Cl元素的分布图,可以看出人工韧带中的矿物沉积 以及是否会有一些杂质元素和副产物的产生。


刑侦公安
       利用微区XRF分析对衣物上弹孔进行射击残留物分析,残留物大部分颗粒很小,无法直接检测。理想方法是将这些颗粒物的分布进行高分辨率成像。根据Cu、Pb、Ba元素的成像,可以获取弹药种类、距离和射击角度等相关数据。


 

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