معرفی دستگاه میکروپروب اشعه ایکس (XPMA)
نسل جدیدی از میکروپروب اشعه ایکس (XPMA) به تازگی به بازار راه یافته که چگونگی کار آن بر اساس اشعه ایکس است. این دستگاه پرتوهای اشعه ایکس را به باریکی 10 و یا 100 میکرون بر روی نقطهای از نمونه که توسط میکروسکوپ مشخص می‌گردد، تابانده و آن را با دقت زیاد مورد تجزیه شیمیایی قرار می دهد. محدوده آنالیز عناصر از سدیم تا اورانیم است و این دستگاه می تواند در محیط خلاء و یا در شرایط اتمسفر معمولی برای نمونه‌های خاص کار نماید. جهت تعیین موقعیت آنالیز، دوربینی با قدرت تفکیک بالا امکان مشاهده جزئیات نمونه و تعیین موقعیت آنالیز را فراهم می‌نماید. اشعه ایکس قادر است از برخی نمونه‌ها عبور کرده و ساختار داخلی آنها را بوضوح نمایان ساخته و اطلاعات با ارزشی ارائه نماید. این دستگاه کاربرد وسیعی در بسیاری از علوم همچون زمین‌شناسی، متالورژی، مواد، باستان‌شناسی، شیمی، جرم شناسی، الکترونیک، پزشکی، زیست‌شناسی، داروسازی، فضایی و غیره دارد.
قابلیت‌ها:
دستگاه میکروپروب اشعه ایکس دارای قابلیت‌های متعددی است که در ذیل به برخی از آنها اشاره می‌شود:
- آنالیز کمی دقیق نقطهای با قدرت تفکیک 10 و یا 100 میکرون در هر نقطه دلخواه از عنصر سدیم تا اورانیم (Na - U)؛
- ارائه توزیع عناصر در محدوده دلخواه از مساحتی به ابعاد 256 در 256 میکرون تا 10 در 10 سانتی متر؛
- تهیه پروفایل تمام عناصر در امتداد و شکل‌های مختلف (خط صاف ، شکسته ، منحنی)؛
- بی‌نیاز از پوشش‌دهی (طلا، کربن، پلاتین و غیره) و عدم تخریب و دستخوردگی نمونه؛
- امکان قرار گیری نمونه به شکل و ابعاد مختلف تا ارتفاع حداکثر 10 سانتی متر و طول و عرض20 سانتی متر ؛
- امکان خلاء کامل برای مواد جامد و خلاء موضعی برای آنالیز نمونه‌های بیولوژی - آلی، پودرها و مواد دارای رطوبت بالا؛
- امکان تهیه عکس اشعه ایکس عبوری (Transmission X-Ray) از مواد مختلف به منظور شناسایی ساختار داخلی؛
- امکان آنالیز لایه‌های مختلف در نمونه.
ساز و کار دستگاه:
اشعه ایکس پس از تولید در محفظه، از لوله بسیار باریک اشعه ایکس خارج شده و به اتم‌های نمونه برخورد می‌کند که این امر باعث کنده شدن الکترون از ترازهای مختلف در اتم شده و در نتیجه باعث برانگیخته شدن اتم‌های داخل نمونه می‌شود. برای جبران برانگیختگی و ناپایداری اتم‌ها، الکترونـی از ترازهای بالاتر به سـمت ترازهای پاییـن تر که انرژی آن کمتر اسـت مهـاجرت می نماید که در این نقل و انتقالات الکترونی، مازاد انرژی که از اتم‌ها ایجاد شده به صورت امواج اشعه ایکس ساطع می‌شود. تشعشعات ایکس خارج شده طول موج‌های مشخصی دارند که امواج فلورسانس نام دارند. هر طول موج مربوط به عنصری است که در نمونه وجود دارد. با اندازه‌گیری میزان انرژی این طول موج‌ها، عناصر مربوطه نیز شناسایی شده و مقدار آن نیز از روی شدت (بلندی پیک‌ها) بدست می‌آید. با توجه به سهولت کار دستگاه و ارتباط با کامپیوتر، الگوی کاری و اسکن نمونه نیز به راحتی قابل تعریف است. آنالیز می‌تواند بر روی یک نقطه خاص متمرکز شده و یا در طول یک خط با فواصل قابل تعریف باشد و یا حتی ابعاد یک شبکه را پیمایش نموده و تغییرات عناصر را ثبت نماید. در این دستگاه نمونه را میتوان در خلاء کامل یا در فشار اتمسفر معمولی قرار داد.
تفاوت XPMA با SEM & EPMA:
به منظور آنالیز با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروپیمایشگر الکترونی (EPMA) توسط پرتوهای الکترونی تابیده شده برروی سطح میتوان اقدام به آنالیز بخش مورد نظر نمود. در صورتی که میکروپروب هوریبا با اشعه ایکس کار می‌کند که بسیار قوی‌تر و پر نفوذتر از الکترون‌های تولیدی در SEM است. بنابراین قدرت و دقت آنالیز میکروپروب اشعه ایکس بسیار قدرتمندتر از SEM است زیرا همانگونه که گفته شد اشعه ایکس قدرت نفوذ بسیار بالاتری نسبت به الکترون دارد. تفاوت دیگر این دستگاه نسبت به SEM این است که برای شکل و اندازه نمونه هیچ محدودیتی وجود ندارد. همچنین میتوان خواه در خلأ و خواه در اتمسفر محیط نمونه را به راحتی آنالیز نمود و مهم‌تر اینکه به آماده‌سازی خاصی احتیاج ندارد، در صورتی که در SEM حتماً نیاز به آماده‌سازی و پوشش‌دهی طلا، پلاتین یا کربن بر روی نمونه است که این عامل ممکن است برای بسیاری از نمونه‌ها ایجاد مشکل کند زیرا بعضی از نمونه‌ها نباید دچار آلودگی سطحی ناشی از آماده سازی شوند.
جمع‌بندی:
این دستگاه قادر است اطلاعات مهمی در باره ساختار داخلی و شیمیایی نمونه ارائه کند در حالی که نسبت به همتایان خود نظیر SEM از مزیت‌هایی نظیر نفوذ بیشتر و سهولت کاربرد برخوردار است.
دستگاه میکروپروب اشعه ایکس اخیرا در آزمایشگاه کانساران بینالود نصب و راه اندازی شده و اماده خدمت به متقاضیان است.
علاقمندان می توانند برای دریافت اطلاعات بیشتر به صفحه https://labsnet.ir/lab/434 مراجعه نمایند.
نسل جدیدی از میکروپروب اشعه ایکس (XPMA) به تازگی به بازار راه یافته که چگونگی کار آن بر اساس اشعه ایکس است. این دستگاه پرتوهای اشعه ایکس را به باریکی 10 و یا 100 میکرون بر روی نقطهای از نمونه که توسط میکروسکوپ مشخص می‌گردد، تابانده و آن را با دقت زیاد مورد تجزیه شیمیایی قرار می دهد. محدوده آنالیز عناصر از سدیم تا اورانیم است و این دستگاه می تواند در محیط خلاء و یا در شرایط اتمسفر معمولی برای نمونه‌های خاص کار نماید. جهت تعیین موقعیت آنالیز، دوربینی با قدرت تفکیک بالا امکان مشاهده جزئیات نمونه و تعیین موقعیت آنالیز را فراهم می‌نماید. اشعه ایکس قادر است از برخی نمونه‌ها عبور کرده و ساختار داخلی آنها را بوضوح نمایان ساخته و اطلاعات با ارزشی ارائه نماید. این دستگاه کاربرد وسیعی در بسیاری از علوم همچون زمین‌شناسی، متالورژی، مواد، باستان‌شناسی، شیمی، جرم شناسی، الکترونیک، پزشکی، زیست‌شناسی، داروسازی، فضایی و غیره دارد.
قابلیت‌ها:
دستگاه میکروپروب اشعه ایکس دارای قابلیت‌های متعددی است که در ذیل به برخی از آنها اشاره می‌شود:
- آنالیز کمی دقیق نقطهای با قدرت تفکیک 10 و یا 100 میکرون در هر نقطه دلخواه از عنصر سدیم تا اورانیم (Na - U)؛
- ارائه توزیع عناصر در محدوده دلخواه از مساحتی به ابعاد 256 در 256 میکرون تا 10 در 10 سانتی متر؛
- تهیه پروفایل تمام عناصر در امتداد و شکل‌های مختلف (خط صاف ، شکسته ، منحنی)؛
- بی‌نیاز از پوشش‌دهی (طلا، کربن، پلاتین و غیره) و عدم تخریب و دستخوردگی نمونه؛
- امکان قرار گیری نمونه به شکل و ابعاد مختلف تا ارتفاع حداکثر 10 سانتی متر و طول و عرض20 سانتی متر ؛
- امکان خلاء کامل برای مواد جامد و خلاء موضعی برای آنالیز نمونه‌های بیولوژی - آلی، پودرها و مواد دارای رطوبت بالا؛
- امکان تهیه عکس اشعه ایکس عبوری (Transmission X-Ray) از مواد مختلف به منظور شناسایی ساختار داخلی؛
- امکان آنالیز لایه‌های مختلف در نمونه.
ساز و کار دستگاه:
اشعه ایکس پس از تولید در محفظه، از لوله بسیار باریک اشعه ایکس خارج شده و به اتم‌های نمونه برخورد می‌کند که این امر باعث کنده شدن الکترون از ترازهای مختلف در اتم شده و در نتیجه باعث برانگیخته شدن اتم‌های داخل نمونه می‌شود. برای جبران برانگیختگی و ناپایداری اتم‌ها، الکترونـی از ترازهای بالاتر به سـمت ترازهای پاییـن تر که انرژی آن کمتر اسـت مهـاجرت می نماید که در این نقل و انتقالات الکترونی، مازاد انرژی که از اتم‌ها ایجاد شده به صورت امواج اشعه ایکس ساطع می‌شود. تشعشعات ایکس خارج شده طول موج‌های مشخصی دارند که امواج فلورسانس نام دارند. هر طول موج مربوط به عنصری است که در نمونه وجود دارد. با اندازه‌گیری میزان انرژی این طول موج‌ها، عناصر مربوطه نیز شناسایی شده و مقدار آن نیز از روی شدت (بلندی پیک‌ها) بدست می‌آید. با توجه به سهولت کار دستگاه و ارتباط با کامپیوتر، الگوی کاری و اسکن نمونه نیز به راحتی قابل تعریف است. آنالیز می‌تواند بر روی یک نقطه خاص متمرکز شده و یا در طول یک خط با فواصل قابل تعریف باشد و یا حتی ابعاد یک شبکه را پیمایش نموده و تغییرات عناصر را ثبت نماید. در این دستگاه نمونه را میتوان در خلاء کامل یا در فشار اتمسفر معمولی قرار داد.
تفاوت XPMA با SEM & EPMA:
به منظور آنالیز با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروپیمایشگر الکترونی (EPMA) توسط پرتوهای الکترونی تابیده شده برروی سطح میتوان اقدام به آنالیز بخش مورد نظر نمود. در صورتی که میکروپروب هوریبا با اشعه ایکس کار می‌کند که بسیار قوی‌تر و پر نفوذتر از الکترون‌های تولیدی در SEM است. بنابراین قدرت و دقت آنالیز میکروپروب اشعه ایکس بسیار قدرتمندتر از SEM است زیرا همانگونه که گفته شد اشعه ایکس قدرت نفوذ بسیار بالاتری نسبت به الکترون دارد. تفاوت دیگر این دستگاه نسبت به SEM این است که برای شکل و اندازه نمونه هیچ محدودیتی وجود ندارد. همچنین میتوان خواه در خلأ و خواه در اتمسفر محیط نمونه را به راحتی آنالیز نمود و مهم‌تر اینکه به آماده‌سازی خاصی احتیاج ندارد، در صورتی که در SEM حتماً نیاز به آماده‌سازی و پوشش‌دهی طلا، پلاتین یا کربن بر روی نمونه است که این عامل ممکن است برای بسیاری از نمونه‌ها ایجاد مشکل کند زیرا بعضی از نمونه‌ها نباید دچار آلودگی سطحی ناشی از آماده سازی شوند.
جمع‌بندی:
این دستگاه قادر است اطلاعات مهمی در باره ساختار داخلی و شیمیایی نمونه ارائه کند در حالی که نسبت به همتایان خود نظیر SEM از مزیت‌هایی نظیر نفوذ بیشتر و سهولت کاربرد برخوردار است.
دستگاه میکروپروب اشعه ایکس اخیرا در آزمایشگاه کانساران بینالود نصب و راه اندازی شده و اماده خدمت به متقاضیان است.
علاقمندان می توانند برای دریافت اطلاعات بیشتر به صفحه https://labsnet.ir/lab/434 مراجعه نمایند.