QEMSCAN 是一種綜合自動礦物岩石學檢測方法的簡稱,全稱為 Quantitative Evaluation of Minerals by SCANning electron microscopy,即掃描電鏡礦物定量評價。這種檢測方法能夠對礦物、岩石、人工合成材料進行定量分析。QEMSCAN 已於2009年成為FEI公司的註冊商標。整套系統包括一台帶樣品室(Specimen Chamber)的掃描電鏡(Electron Scanning Microscope),四部X射線能譜分析儀(EDS),以及一套能夠自動獲取並分析處理數據的專用軟體(iDiscover)。
礦物鑑定及定量分析:,樣品及其製備:,軟體套:,檢測模式:,套用:,歷史:,
礦物鑑定及定量分析:
QEMSCAN 能夠通過沿預先設定的光柵掃描模式加速的高能電子束對樣品表面進行掃描,並得出礦物集合體嵌布特徵的彩圖。儀器能夠發出X射線能譜並在每個測量點上提供出元素含量的信息。通過背散射電子(BSE,back-scattered electron)圖像灰度與X射線的強度相結合能夠得出元素的含量,並轉化為礦物相。QEMSCAN 數據包括全套礦物學參數以及計算所得的化學分析結果。通過對樣品表面進行面掃描,幾乎所有與礦物結構特徵相關的參數都能夠計算獲得:礦物顆粒形態、礦物嵌布特徵、礦物解離度、元素賦存狀態、孔隙度、基質密度。在數據的處理方面包括了:將若干礦物相整合成礦物集合體,分解混合光譜(邊界相處理),圖像過濾,顆粒分級。定量分析結果能夠對任意所選樣品、獨立顆粒、具有相近化學成分或是結構特徵(粒級、岩石類型等)的顆粒生成。
樣品及其製備:
QEMSCAN 通常套用在岩石、礦物分析當中。樣品的製備要求包括:粒級、乾燥的樣品表面、表面導電塗層(如鍍碳)。樣品的測試條件必須是穩定的高真空度環境下,15-25kV的電子束。通常情況下,需要將待測岩屑、礦石、土壤製作成30mm的樹脂浸漬塊,或者光薄片。諸如大氣粉塵之類非常微小的顆粒,須在碳帶或者濾紙上進行檢測。煤炭的樣品通常用加諾巴蠟(carnauba wax)處理,加諾巴蠟的作用是提供足夠的參照,並且使樣品易從處理介質中分離。
軟體套:
QEMSCAN 的專用軟體套 iDiscover 包含四個部分:
1、Datastore Explorer - 數據管理
2、iMeasure - SEM 與 EDS 的控制
3、iExplorer - 數據處理、礦物數據管理、報告生成
4、SIP editor - 物相鑑定
檢測模式:
1、BMA Bulk Mineralogical Analysis:礦物全分析
2、PMA Particle Mineralogical Analysis:礦物粒度分析
3、SMS Specific Mineral Search:特殊礦物查找
4、TMS Trace Mineral Search:痕量礦物查找
5、Field Image surface imaging mode:面掃描
套用:
QEMSCAN 能夠套用於岩石、風化產物(風化層、土壤)、大部分人造材料的礦物定量。因此,它在商業以及科研中有著廣泛的套用:礦業(mining)、工藝礦物學(mineral processing)、石油天然氣(O&G)、煤炭(coal)、環境科學(environmental sciences)、法醫地理學(forensic geosciences)、考古學(archaeology)、農業綜合企業(agribusiness)、建築環境(built environment)以及行星地質學(planetary geology)。
歷史:
- 1970年代,澳大利亞CSIRO(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)設計出一種能夠自動運用X射線能譜技術與掃描電鏡相結合,精確地照相併且鑑定礦石中礦物的方法。這項技術便是後來我們熟知的專利,掃描電鏡礦物定量(QEM*SEM,Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy)。
- 1980年代,CSIRO研發的新電子硬體和軟體實現了多樣品的自動分析,以及從得出的礦物顆粒圖像中獲取並定量礦物學、結構構造、金相的參數。
- 1990年代,輕元素X射線檢測儀被引入礦物鑑定當中。昆士蘭大學(University of Queensland)Julius Kruttschnitt 礦物研究中心研發了礦物解離度分析儀(MLA,Mineral Liberation Analyzer)專業軟體。
- 2001年,CSIRO 宣布準備將QEMSCAN 商業化。
- 2003年,Intellection Pty Ltd 成立,專門負責QEMSCAN 技術的發展、市場化以及銷售。
- 2009年,FEI 公司宣布收購 Intellection Pty Ltd 里QEMSCAN 相關的技術。
- 2010年6月,Ammtec 運用一台“R”系列的QEMSCAN 在蘇門答臘的一口油井第一次完成現場分析。
- 2010年9月1日,包括一套新的光譜分析系統,能夠識別鑑定72個元素並對複雜礦物化學成分進行描述的5.0版 iDiscover 軟體發布。
- 2010年11月15日,QEMSCAN 與 MLA 自動礦物檢測儀新網站發布。
- 2011年10月19日,與錄井服務公司Halliburtion、Oil Search Limited與Maersk共同發布QEMSCAN油井專用儀。