[发明专利]一种利用扫描电镜及能谱仪的材料组织定量分析系统

权利要求书

1.一种利用扫描电镜及能谱仪的材料组织定量分析系统，其特征在于，所述利用扫描电镜及能谱仪的材料组织定量分析系统包括：

材料预处理模块，与中央控制模块连接，用于通过材料预处理程序对待测定材料进行预处理，得到材料样品；

能谱图像获取模块，与中央控制模块连接，用于通过电镜样品室中设置的X射线能谱仪进行材料样品的图像的获取，得到能谱图像；

所述通过电镜样品室中设置的X射线能谱仪进行材料样品的图像的获取，得到能谱图像，包括：

将材料样品放入电镜样品室，选择低真空模式，设备自动抽真空，加灯丝电流，对中消象散；

使扫描电镜图像处于清晰状态，得到聚焦清晰的电子图像；

打开X射线能谱仪，待灯丝电流发射束流稳定后，进入能谱分析程序；所述能谱分析包括：

利用X射线能谱仪采集X射线谱线强度数据；

对获得的X射线谱线强度数据进行预处理，所述预处理包括本底改正、去除异常数据点，获得预处理之后的X射线谱线强度数据；

获取材料样品的数据并将获取数值作为初值，利用比尔定律对获得的预处理之后的未衰减的X射线强度数据进行数值衰减，得到拟合模型；所述利用比尔定律对获得的预处理之后的未衰减的X射线强度数据进行数值衰减，得到拟合模型，包括：

X射线探测器接收到的X射线辐射强度S_m由比尔定律描述，得到如下拟合模型：

其中，R＝R_jl为探测器响应矩阵，下角标l代表高分辨能量格点数；为X射线能谱仪采集到的未经过材料衰减的谱线强度，为背景噪声；光学厚度τ定义为二维矩阵τ(El,Z_k)，其中，E_l表示高分辨能量谱段格点，和Z_k表示切点高度；S_∞表示太阳的位置坐标；S₀代表卫星的位置坐标；n_g(Z(s))为视线方向某一高度组分气体g的数密度，所述数密度通过材料模型计算得到；σ_g为组分气体的吸收截面；归一化因子α和复合标量因子β_g为模型中的自由参数；

切向数密度n_g(Z(s))和径向数密度n₀(Z)的关系由下式积分给出：

其中，n₀(Z)为切点高度材料密度，即径向数密度；Z代表切点高度的一系列取值；Z(s)代表观测时刻视线方向的切点高度；

调节背散射电子像的衬度差，用X射线能谱仪抓取电子图像；

定量测量模块，与中央控制模块连接，用于通过定量测量程序对能谱图像进行定量测量；

图像处理模块，与中央控制模块连接，用于通过图像处理程序进行能谱图像的处理，得到处理后的图像；

中央控制模块，与材料预处理模块、能谱图像获取模块、定量测量模块、图像处理模块连接，用于通过主控机对各连接模块的运行进行控制，保证各个模块正常运行。

2.如权利要求1所述利用扫描电镜及能谱仪的材料组织定量分析系统，其特征在于，所述利用扫描电镜及能谱仪的材料组织定量分析系统还包括：

区域划定模块，与中央控制模块连接，用于通过区域划定程序对处理后的图像进行不同区域的划定，得到待测定区域；

亮度阈值选取模块，与中央控制模块连接，用于通过亮度阈值选取程序将待测定区域勾选出颜色，选取亮度阈值；

划定区域测定模块，与中央控制模块连接，用于通过划定区域测定程序进行进行划定得到的待测定区域的测定，得到测定结果；

测定结果分析模块，与中央控制模块连接，用于通过测定结果分析程序进行测定结果的分析，得到测定分析结果，输出测定报告；

显示与存储模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器进行测定报告的显示，以及进行测定报告的存储。

3.如权利要求1所述利用扫描电镜及能谱仪的材料组织定量分析系统，其特征在于，所述通过材料预处理程序对待测定材料进行预处理，得到材料样品，包括：

获取待测定材料，使用蘸有乙醇溶液的滤纸对待测定材料表面进行清洁；

使用砂纸对清洁后的待测定材料进行打磨；

使用抛光机进行打磨后的待测定材料表面进行抛光；

对抛光得到的材料进行化学浸湿，完成预处理，得到材料样品。