MICROANLISE

ObjetivoInformao da composio qumica do material numa rea de at 1 m2

Tcnicas de Microanlise EDX e WDX EDX ou EDS microanlise por energia dispersiva WDX ou WDS microanlise por comprimento de onda dispersivo

Caractersticas das Tcnicas de Microanlise Resoluo - EDX 140 eV da radiao K do Mn

- WDX 5 a 10 eV da radiao K do Mn EDX rpidez na obteno do espectro

- elementos contendo mais que 10% so identificados em ~ 10 s- elementos da ordem de 1% so identificados em ~ 100 s

Deteco dos elementos (qualitativo) EDX: 0,1 wt% - WDX: 0,01 wt% Preciso EDX na quantificao 1 a 2% para materiais inorgnicos

- 5 a 10% para materiais biolgicos

MICROANLISE

Histrico-1913 Moseley relacionou a frequncia de emisso do raio-X caractersticocom a composio do material rea > 1 mm

- dcada de 40 foi patenteado a idia da microanlise eletrnica (~1 mm2) Marton 1941 e Hillier 1947.

- Casting construiu a primeira microssonda qualitativa e quantitativa

- 1956 primeira microssonda comercial Cameca Frana

- feixe de eltrons (0,1 1 mm), espectrometros e MO

-1956 - primeira microssonda de varredura Lab. da Cambridge (Inglaterra)

- 1968 microssonda por energia dispersiva com detector de Si

Formao de Raios-X

Origem do sinalRaios-X resultado da interao inelstica entre os EP e oseltrons das camadas internas do tomo ou com o ncleo.

Raios-X Contnuo ou Bremsstrahlung resultante da desacelerao do EP pela interao com o campo Coulombiano do tomo.

Raios-X Caracterstico resultante da retirada de um eltronda camada interna do tomo.

Caractersticas das radiaesRaios-X contnuos radiao no especfica

- origina o background do espectro

Raios-X caractersticos identifica o tomo presente no volume de interao

Formao dos Raios-X Contnuos

- o campo coulombiano formado devido ao campo positivo do ncleo e do campo negativo dos eltrons das camadas.

- a desacelerao do EP pela interao com o campo coulombiano causa a emisso de um fton de raio-X.

- os eltrons do feixe incidente podem perder diferentesquantidades de energia nesta coliso raios-X contnuos.

- raios-X contnuos energia zero at energia igual a do EP

Picos Caractersticos

Background rudo

Espectro de raios-X

MICROANLISE

Formao dos Raios-X Caractersticos

Emisso de Eltron Auger

Formao dos Raios-X Caractersticos

Origem dos raios-X e dos picos caractersticos.

Energia caracterstica do raio-X

Diagrama dos nveis de energia de um tomo mostrando a excitao das camadas K, L, M e N e a formao de raios-X K, K, L e M.

Picos (linhas) caracterstica

Raios-X caractersticos da amostraEnergia crtica de ionizao - energia mnima necessriapara a retirada do eltron de uma determinada camada.

Energia crtica de ionizao da Pt (Z=78)

Desexcitao transio dos eltrons de uma camada ou subcamadaTransio - radioativa emisso de fton raio-X

- no radioativa emisso de eltron Auger

MICROANLISE

Exemplo de espectros de vrias amostras

Caractersticas da Radiao de Raios-X

Normalmente so usados os picos de energia entre 0 e 10 keV o que permite a observao das seguintes raias: - raias K para o Be (Z = 4) at o Ga (Z = 31), - raias L desde o Ca (Z = 20) at o Au (Z = 79),- raias M para o Nb (Z = 41) at o mais alto nmero atmico.

Caractersticas da Radiao de Raios-X

Resoluo espacial volume de interao

Caractersticas da Radiao de Raios-X

Direcionalidade do sinal- detector formando um ngulo de 35 graus com a superfcie da amostra- trajetria dos raios-X no pode ser modificada para melhorar a eficincia Resultado: a contagem dos raios-X ser muito reduzida para uma superfcie que no se encontra direcionada para o detector. - evitar o efeito da direcionalidade - uso de amostras polidas para a microanlise

Profundidade de excitao- Os eltrons do feixe primrio, a medida que vo penetrando na amostra e interagindo com os tomos, vo perdendo sua energia.Resultado: a energia do eltron primrio pode no se tornar menorque a energia crtica de ionizao dos elementos da amostra.Overvoltagem a razo entre a energia do eltron primrio e a energia de excitao do elemento. Deve ser maior ou igual a dois.

Caractersticas da Radiao de Raios-XAbsoro do raio-X o fton de luz absorvido por um eltron (efeito fotoeltrico) o fton de raio-X ao invs de ser emitido pelo tomo, pode ser completamente absorvido por um eltron de um orbital

Fluorescncia de raios-X o fton de luz absorvido por um eltron e este eltron passa para outra camada deixando um vazio.

Fe K, Co K, Co K, Ni K, Ni K Co K, Ni K, Ni K

Ni Knenhuma

Mn

Fe

Co

Ni

Radiao causadora da FluorescnciaElemento

Resultado da fluorescncia o elemento causador da fluorescncia ir aparecer em menor quantidade e o elemento que sofreu a fluorescncia ir aparecer em maior quantidade.

Interaes Eltrons-Amostra