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桌上型SEM與EDS對石綿纖維的定性及半定量檢測

「石綿纖維」不是單一的化學物質,而是一種六水合纖維狀的聚合矽酸鹽的統稱,這些聚合矽酸鹽是天然存在的,並以許多細小微觀纖維組成。石綿纖維過去主要用於建築材料,這導致石綿在空氣、土壤及水中擴散。後來石綿纖維被發現具有劇毒,並在1980年代末至1990年代初在歐洲及美國禁止使用。

石棉纖維形貌分析工具:電子顯微鏡及光學顯微鏡

由於石綿的毒性可能與纖維的大小有關,因此現代分析方法側重在提供有關纖維尺寸、總數及礦物類型等參數。現今,樣品中的纖維數量及大小分佈只能透過顯微鏡觀察,其中包含了光學顯微鏡及電子顯微鏡。

儘管光學顯微鏡的使用時間較電子顯微鏡長,但後者可以提供有關石綿纖維樣品中的成分及品質等更深層的資訊。桌上型電子顯微鏡具備成分分析的功能,可以簡單及快速的檢測樣品中的石綿纖維,並透過能量散射X射線光譜(EDS)識別礦物類型。

光學顯微鏡下的石綿纖維影像
石綿化學特性(石綿毒理學概況),亞特蘭大(喬治亞洲);有毒物質和疾病登記局(美國)2001年9月

桌上型SEM-Nanos讓石綿纖維分析更簡單

現代桌上型電子顯微鏡多數包含SEM影像及EDS mapping成分分析的功能,可以簡單且快速的分析少量且細小的石綿纖維。然而,由於石綿廣泛的應用於絕緣材料,因此需要能夠處理非導電性樣品,才能解決該領域的問題。

Semplor NANOS (桌上型SEM) 提供了低真空模式和先進的BSE檢測器,可在任何電壓設置下獲取導電和非導電樣品的影像,無論是使用加速電壓1、2kV下,針對熱敏感性樣品的檢測,或是在加速電壓20kV下,實現最佳解析度和EDS分析,皆可快速且輕易的獲得影像。

透過纖維與樣品之間的亮度對比,加上EDS mapping成分分析結果進行比對,讓石綿纖維的分析變得容易許多。

水泥樣品中石綿纖維的BSD影像(左)及EDS mapping影像(右)

溫石綿纖維及青石棉纖維可從EDS mapping影像中的顏色中分辨:前者含有鎂(紅色),後者含有鐵(綠色),鈣基質(水泥)呈現藍色。

絕緣橡膠中嵌入石綿纖維和非纖維夾雜物

左圖為BSD影像中顯示了地表礦物殘留物;右圖為EDS mapping:橡膠基質(藍色)中檢測到纖維狀和非纖維狀矽酸鎂(鎂:紅色,矽:綠色,矽酸鎂:黃色)。

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本文譯自:https://semplor.com/resources/applications/construction/asbestos-fibres-detection-and-quantification/

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