В данном исследовании задача заключалась в создании микрофотографий и карт распределения элементов того же поля зрения, что было представлено на изображениях стереомикроскопа с малым увеличением.
Каждый из десяти образцов песка был сперва подготовлен путем размещения на углеродном скотче диаметром 10 мм и закрепления на 10-миллиметровом держателе сканирующего электронного микроскопа (СЭМ).
Одним из недостатков такой подготовки песчаных проб является то, что некоторые удлиненные частицы, контактируя с клейкой подложкой, фиксируются в вертикальной плоскости. Другими словами, песчинки кажутся неподдающимися действию гравитации. Представьте себе карандаш, стоящий на столе вертикально, вместо того, чтобы быть в своём более естественном горизонтальном положении.
Эту проблему легко решить, взяв вольфрамовую иглу среднего размера и переместив все продолговатые зерна в горизонтальную позицию, а затем сфотографировать данную область наблюдения.
Обычно подобные действия не влияют на цвет фона отдельных песчинок, особенно если используется прозрачная стеклянная подложка для образца.
Однако применение той же техники переориентации с использованием черного углеродного скотча приводит к тому, что многие прозрачные песчинки выглядят темными или, в некоторых случаях, полностью черными, как показано синей стрелкой на фотографии справа.
При подготовке к анализу SEM/EDS необходимо использовать углеродный скотч, чтобы уменьшить эффект накопления электронов на поверхности образцов. Благодаря этому, нежелательные явления зарядки значительно уменьшаются, и это приводит к формированию изображения лучшего качества и более точных данных EDS.
Каждый из образцов был помещен для наблюдения в СЭМ JEOL JCM-7000. С помощью поэтапной системы навигации JCM-7000 осуществлялся поиск того же поля зрения, что и на стереомикроскопе. Ориентация изображения осуществлялась путем поворота направления сканирования луча до тех пор, пока картинки не выглядели идентичными.
При формировании изображения для получения подробного изображения поверхности каждого образца песка использовались низкие значения ускоряющего напряжения и тока зонда. При построении элементных карт использовались высокие значения ускоряющего напряжения и тока зонда для того, чтобы получить наибольшее количество взаимодействий рентгеновских лучей и, соответственно, подробные изображения распределения элементов.
На элементных картах JEOL JCM-7000, можно было увидеть различия в химическом составе между отдельными песчинками и сравнить эти изображения с изображениями световой микроскопии. Благодаря этому, можно было легко увидеть различия в цвете, текстуре, размере и т.д.
Образец песка из Туниса. Увеличение 25х.
Образец песка из Туниса. Микрофотография с увеличением 30х.
Образец песка из Туниса. Изображение в режиме
элементного картирования с увеличением 30х.
Образец песка из Туниса. EDS спектр.
Образец песка с острова Крит. Увеличение 25х.
Образец песка с острова Крит. Микрофотография с увеличением 30х.
Образец песка с острова Крит.
Изображение в режиме элементного картирования с увеличением 30х.
Образец песка с острова Крит. EDS спектр.
Образец песка из реки Волга. Увеличение 25х.
Образец песка из реки Волга. Микрофотография с увеличением 30х.
Образец песка из реки Волга.
Изображение в режиме элементного картирования с увеличением 30х.
Образец песка из реки Волга. EDS спектр.
Образец песка из Персидского залива. Увеличение 25х.
Образец песка из Персидского залива. Микрофотография с увеличением 30х.
Образец песка из Персидского залива.
Изображение в режиме элементного картирования с увеличением 30х.
Образец песка из Персидского залива. EDS спектр.
Образец песка с пляжа Seven Mile, Австралия. Увеличение 25х.
Образец песка с пляжа Seven Mile, Австралия.
Микрофотография с увеличением 30х.
Образец песка с пляжа Seven Mile, Австралия.
Изображение в режиме элементного картирования с увеличением 30х.
Образец песка с пляжа Seven Mile, Австралия. EDS спектр.
Анализ образцов из различных стран и регионов поражает тем, насколько уникален каждый из них.
Значимость данных исследований измеряется не только количеством представленных локаций, откуда были взяты пробы, но и данными об их химическом составе.
Микрофотографии вместе с соответствующим элементным составом подчеркивают идентичность каждого образца и дают возможность предоставить ценные данные не только для образовательных целей, но и для таких направлений как геология, криминалистика и другие.
----
Остались вопросы? Готовы ответить!