1，合金中的相與夾雜物分析

使用電子探針來(lái)分析合金中的相及夾雜物的一大優(yōu)勢(shì)在于，能使材料成分信息和物質(zhì)形貌特征形成對(duì)照，且能夠?qū)A雜物中存在的每個(gè)相進(jìn)行識(shí)別，使材料分析的結(jié)果更為準(zhǔn)確。電子探針與波譜儀組合可形成能夠配合結(jié)構(gòu)分析的組合儀器?？茖W(xué)家曾用這種組合儀器對(duì)18-8 型不銹鋼進(jìn)行了晶界析出相分析。伴隨著圖像處理技術(shù)的升級(jí)，使得現(xiàn)在的材料分析可以按照夾雜物內(nèi)物質(zhì)的濃度差或元素的類型予以各樣式的分布統(tǒng)計(jì)及呈現(xiàn)定量相的分析結(jié)果。

2，擴(kuò)散反應(yīng)類分析

在擴(kuò)散研究中起到較大推動(dòng)作用的是放射性同位素的研發(fā)與應(yīng)用。而利用電子探針結(jié)合圖像處理儀形成的濃度- 深度曲線不僅比上述提到的放射性同位素法更為方便，而且準(zhǔn)確率也得到了較大提升，但由于電子探針?lè)治龇椒o(wú)法在自擴(kuò)散中發(fā)揮作用，因此不能全然代替放射同位素法。在擴(kuò)散研究中除了自擴(kuò)散還有反應(yīng)擴(kuò)散現(xiàn)象，該現(xiàn)象在金屬類材料的加工及各種反應(yīng)中廣泛出現(xiàn)，如熱處理、氧化、腐蝕等。利用電子探針可以清晰地觀察物質(zhì)反應(yīng)擴(kuò)散時(shí)元素的轉(zhuǎn)化及新物質(zhì)的生成。。除了熱處理，電子探針還能在如氧化腐蝕類的表面改性反應(yīng)中，探索到元素的遷移，為改進(jìn)工藝，合成新物質(zhì)提供有利助力。

3，軟X 射線光譜對(duì)元素分析

軟X 射線指波長(zhǎng)大于0.5nm，能量低于2000ev 的X 射線。在激發(fā)過(guò)程中，牽涉了較多參與反應(yīng)的電子，導(dǎo)致其激發(fā)的譜線形狀和能量同化合狀態(tài)的發(fā)生而出現(xiàn)變化。對(duì)這些變化進(jìn)行研究能夠得到元素存在狀態(tài)的相關(guān)信息。上述理論在國(guó)外不少國(guó)家的電子探針?lè)治鲅芯恐械玫搅蓑?yàn)證。

4，合金相圖分析

采用電子探針檢測(cè)合金相圖常見(jiàn)的有兩種方法，其一是稱擴(kuò)散偶法，利用了兩種金屬或合金產(chǎn)出擴(kuò)散偶，升溫一段時(shí)間后退火，測(cè)量不同物質(zhì)的濃度曲線，得到二元或者三元系的等溫截面，也可利用三種濃度較純的金屬制成“品”字形的擴(kuò)散偶測(cè)量其三元系相圖；其二是退火淬火法，將多種相位共存的樣品放在一起，升溫一段時(shí)間后退火，使合成物達(dá)到平衡后實(shí)施淬火，隨后利用電子探針測(cè)量混雜物各相的成分，并繪制該溫度下的等溫截面。

以上兩種方法的優(yōu)勢(shì)在于，不僅降低了樣品的數(shù)量，而且可以直接測(cè)量混合物的均勻性，若退火后混合物各相平衡，既可獲得各相的成分，也可獲得連接線；若退火后混合物各相未達(dá)到平衡，則可通過(guò)測(cè)定相界面兩邊的物質(zhì)成分計(jì)算出相界，以此獲得未平衡狀態(tài)下的低溫相圖。

5，顯微偏析

對(duì)合金元素的偏析會(huì)對(duì)材料的性能產(chǎn)生較大的影響。研究表明，許多金屬材料出現(xiàn)失效的現(xiàn)象與元素偏析存在一定的關(guān)聯(lián)性。隨著世界航空航天事業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料性能的要求也更為嚴(yán)格，科研人員研發(fā)出越來(lái)越多的金屬材料，現(xiàn)階段微量元素的分析以及對(duì)材料性能的影響已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，PPM 級(jí)別的微量雜質(zhì)可能會(huì)對(duì)制造出的合金性能影響較大。

6，輕元素分析

輕元素指的是碳、硼、氧、氮等元素，該類元素的分析一直是材料分析從業(yè)人員的難題，現(xiàn)階段對(duì)于此類元素的定性定量分析還存在不少需要修正的問(wèn)題，具體為：其一，輕元素信號(hào)強(qiáng)度較低，主要是由輕元素在X 射線產(chǎn)額方面存在能力不足和長(zhǎng)波輻射易被吸收這兩方面原因所導(dǎo)致的；其二，化學(xué)鍵合的影響，在對(duì)輕元素的特征X 射線進(jìn)行激發(fā)時(shí)，可能內(nèi)含鍵合電子，使其強(qiáng)度及形成的譜線形狀存在不穩(wěn)定的情況，據(jù)研究表明，由鍵合電子引發(fā)的不穩(wěn)定現(xiàn)象會(huì)使結(jié)果出現(xiàn)30% 左右的誤差；其三，受譜線干擾，重元素會(huì)生成高次射線，使其譜線出現(xiàn)重疊或者背景升高等現(xiàn)象；其四，與輕元素強(qiáng)度相關(guān)的分布函數(shù)暫無(wú)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，現(xiàn)存的與吸收系數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)缺乏說(shuō)服力等。所以，電子探針對(duì)金屬材料中輕元素的分析還存在一定的問(wèn)題，需要科研人員繼續(xù)研究開發(fā)新的功能，使電子探針?lè)治龇òl(fā)揮更大的作用。