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對于金屬合金和礦物分析領域的研究人員來說，物相分析非常重要，物相分析通常可以借助掃描電鏡背散射電子信號成像（BSE）和能譜（EDS 成分分析）來進行判定。

掃描電鏡背散射電子成像（BSE）信號強度隨原子量而變化，可以通過成分襯度尋找異質材料。但是，如果材料具有相似的原子量或材料的化學性質過于復雜，則 BSE 對比度可能會很差，從而導致不完整的表征結果，甚至可能出現錯誤結論。

ChemiPhase 物相分析軟件可幫助我們輕松找到問題答案，并且給出以下信息：成分是什么，它是如何分布的，以及每個相有多少。

飛納電鏡 ChemiPhase 物相分析軟件是 ChemiSEM 技術中一種新型物相鑒定和定量表征手段，旨在通過結合先進的統計分析和 ChemiSEM SEM-EDS 平臺來識別獨特的物相，并識別成分列出其面積分數，從而應對這些挑戰。

 01. 應用案例

Ti-6Al-4V合金

金屬進行增材制造類似于通過焊接粉體來構建金屬結構，使用激光迅速地熔化金屬又快速凝結形成一個全新金屬復雜結構。研究和表征金屬成分是最終材料質量評估的關鍵。即使可以使用 SEM 確定其中的一些信息，仍然需要一定程度的專業知識來解釋結果，并且可能需要多次采集才能產生具有統計學意義的分析結果。

如圖 1 所示，ChemiPhase 物相分析軟件可輕松生成 Ti-6Al-4V 合金的成分圖，揭示存在的相及其成分 / 面積分數。（樣品由布里斯托爾 GKN 航空航天全球技術中心提供）

圖1：a）Ti-6Al-4V 鈦合金的 BSE 圖像；b）面積分數 P1（αTi）=85.6% 和 P2（βTi）=14.4% 的相圖；c） 鈦合金相的元素組成；d）疊加光譜顯示，藍色區域存在更多的鈦和鋁，而黃色區域則存在更多的鐵和釩。

AlSiCu 合金

與 Ti-6Al-4V 合金示例相比，AlSiCu 合金更復雜，包含了三個獨特的相以及具有挑戰性的亞微米尺度分析。傳統 SEM-EDS 分析此結構需要幾種不同的表征手段，包括面掃和點掃分析等，但可能仍然無法得到完整的答案。相反，ChemiPhase 物相分析軟件可以一鍵揭示所有謎底：它快速識別所有不同的相，計算它們的組成和面積分數。此外，每個相位都有相應的分量圖，該圖揭示了圖像中每個像素能譜結果。例如，圖 2e 顯示了富硅組件，而圖 2f 顯示了相應的相圖。

圖2：a）AlSiCu 鋁合金的二次電子圖像；b）面積分數為 P1=84.5%、P2=9.2%、P2=6.2%、P3=6.3%，其中 P1 是基體金屬，P2 是用于非均勻成核的硅“晶種”顆粒，P3 是用于沉淀硬化的 Al?Cuσ 相；c）鋁合金相的元素組成；d） 疊加光譜顯示，基礎鋁為粉紅色，硅為黃色，銅為綠色；e） 富硅相的成分圖，如顏色梯度條所示；f）富硅相的階段圖。

難熔氧化物顆粒

熔融氧化鋯莫來石和棕色熔融氧化鋁，以兩種不同類型難熔氧化物顆粒的雜質鑒定為例。熔融氧化鋯莫來石應該僅包含氧化鋯和莫來石。通過飛納電鏡 ChemiPhase物相分析軟件揭示了莫來石（P1）和氧化鋯（P2）的形狀和數量，以及一種熔點低、富含蘇打和二氧化硅的不良污染物（P3）（圖3）。

圖3：a）熔融氧化鋯-莫來石晶粒的 BSE 圖像；b）面積分數 P1（莫來石）=30.5%，P2（氧化鋯）=62.2%，P3=7.1%，P4=0.2% 的相圖，其中P3 / P4 是不需要的污染物。

如下圖所示，ChemiPhase 物相分析軟件揭示了熔融氧化鋁（P1），以及雜質二氧化鈦（P3）、氧化鐵（P4）、鈣鋁硅酸鹽（P5）和其他污染物。

圖4：a）棕色熔融氧化鋁的 BSE 圖像；b）面積分數 P1（氧化鋁）=82.0%，P3（二氧化鈦）=7.3%，P4（氧化鐵）=6.8%，P5（鈣鋁硅酸鹽）=3.8% 的相圖。環氧樹脂（P2）是不需要的。

 02. 什么是 ChemiPhase 物相分析軟件

飛納電鏡 ChemiSEM 軟件使用大數據方法來采集樣品的立體數據，自動統計出具有統計意義的物相。然后，飛納電鏡 ChemiPhase 物相分析軟件為每個像素提供一個簡單的概率，指示它歸屬于哪個相。因為每個像素只能屬于一個相，這使得復雜樣品的解釋更加直接并且直觀。

值得注意的是，飛納電鏡 ChemiPhase 物相分析軟件是一個全面、準確的統計軟件，可以解決傳統方法的難題。傳統方法如果遺漏了元素（即，由于重疊的峰或強度不足），可能會產生錯誤的結果。此外，傳統的物相測定高度依賴于對樣品的假設，而 ChemiPhase 物相分析軟件可確保所有用戶都能獲得相同的結果，即使是具有挑戰性的樣品也是如此。

? ChemiPhase 物相分析軟件優勢 ?

• 不到一分鐘的時間內完成大多數采集，即使是復雜的相圖也是如此

• 全自動運行，無需事先識別元素 

• 明確識別主要和次要組件，精確到單個像素 

• 無需豐富的用戶體驗即可定位微量和微量元素 

• 提供完整而全面的分析 

• 定位峰重疊會掩蓋重要元素的獨特組分 

• 可以使用非常少的 X 射線數據開始相位測定，每個像素低至 10 個計數

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