Microsonde électronique et microanalyse
La microanalyse par faisceau d'électrons mesure la composition chimique des minéraux in situ à l'échelle micrométrique en détectant les rayons X caractéristiques qu'ils émettent.
Definition
L'ensemble des techniques par faisceau d'électrons, principalement la microsonde électronique et le microscope électronique à balayage, utilisées pour déterminer la composition chimique et imager la microtexture des minéraux à l'échelle micrométrique.
Scope
Ce sujet aborde la microsonde électronique (EPMA) et le microscope électronique à balayage (MEB), la génération de rayons X caractéristiques sous bombardement électronique, la spectrométrie à dispersion de longueur d'onde et d'énergie, l'analyse quantitative avec corrections de matrice, et l'imagerie par électrons rétrodiffusés et secondaires. C'est la méthode principale pour obtenir la chimie minérale quantitative.
Core questions
- Comment un faisceau d'électrons génère-t-il des rayons X caractéristiques dans un minéral ?
- En quoi les spectromètres à dispersion de longueur d'onde et à dispersion d'énergie diffèrent-ils ?
- Comment les corrections de matrice sont-elles utilisées pour obtenir des concentrations quantitatives ?
- Que révèlent les images d'électrons rétrodiffusés sur la composition ?
Key theories
- Génération et quantification des rayons X caractéristiques
- Un faisceau d'électrons éjecte des électrons des couches internes, et les rayons X caractéristiques résultants identifient les éléments et, après correction des effets de numéro atomique, d'absorption et de fluorescence, fournissent des concentrations quantitatives des constituants minéraux.
- Imagerie compositionnelle
- L'intensité des électrons rétrodiffusés augmente avec le numéro atomique moyen, de sorte que les images cartographient la variation compositionnelle et le zonage au sein des grains, guidant les analyses ponctuelles quantitatives.
Clinical relevance
La microanalyse quantitative est à la base de la géothermobarométrie, de l'étude du zonage compositionnel et de la diffusion, de l'identification minérale de phases minuscules et de la caractérisation des minerais, ce qui en fait l'un des outils analytiques les plus largement utilisés dans les sciences de la Terre.
History
Raymond Castaing a construit et décrit la première microsonde électronique au début des années 1950, établissant l'analyse chimique quantitative in situ ; les décennies suivantes ont apporté les détecteurs à dispersion d'énergie, les procédures de correction automatisées et l'imagerie MEB combinée qui ont rendu la microanalyse courante en géologie.
Key figures
- Raymond Castaing
- Joseph I. Goldstein
- S. J. B. Reed
Related topics
Seminal works
- reed2005
- goldstein2018
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre le MEB et la microsonde électronique ?
- Les deux utilisent un faisceau d'électrons, mais le MEB est optimisé pour l'imagerie à haute résolution tandis que la microsonde électronique est optimisée pour l'analyse chimique quantitative précise, généralement avec des spectromètres à dispersion de longueur d'onde.
- L'analyse par microsonde électronique détruit-elle l'échantillon ?
- Elle est essentiellement non destructive à l'échelle d'une lame mince polie ; le faisceau focalisé peut causer des dommages locaux mineurs dans les minéraux sensibles au faisceau mais laisse l'échantillon intact pour une étude ultérieure.