氩离子抛光/切割CP法制样解决页岩电镜制样苦恼

鳄梨实验室 2024-08-07 16:53:33

什么是页岩?

页岩是一种沉积岩,主要由黏土矿物(如高岭石、水云母等)脱水胶结形成,具有明显的薄层理构造。页岩的类型多样,包括炭质页岩、钙质页岩、砂质页岩和硅质页岩等,其中硅质页岩因其较高的强度而区别于其他较软的页岩。

页岩的微孔隙和微裂隙是页岩气储存和流通的关键空间,孔隙的发育程度直接影响页岩气的储量和勘探开发价值。孔隙的分布和形态多样,包括颗粒表面溶蚀孔隙、颗粒间孔隙以及有机质内部孔隙,孔径从几十纳米至几微米不等。

页岩内部裂缝

高分辨扫描电镜(SEM)在页岩气勘探中扮演重要角色,能够用于沉积岩中有机质母质类型的判别、粘土矿物研究、钙质超微化石研究以及储集岩研究。由于页岩等样品的孔隙尺度极小,制备样品时需采取特殊手段防止污染和形变,以确保电镜测试的准确性。

氩离子抛光(CP法抛光)是一种先进的制样技术,与传统的手动或机械研磨相比,能够显著提高样品表面的平整度,减少机械损伤,更真实地反映样品的微观结构。氩离子抛光适用于含有微纳米级别孔隙的样品,解决了机械研磨抛光可能堵塞孔隙、不同材质相互污染以及样品应力损伤等问题。

实验过程

氩离子抛光和切割服务,结合高分辨率场发射SEM观察,为科研人员解决了页岩电镜样品制备的难题。实验室采用氩离子抛光技术,能够在不损伤样品的情况下,高精度工程师在氩离子抛光过程中采用液氮冷却技术,消除热效应对样品的影响,确保样品结构的真实性。此外,实验室还提供包括页岩在内的多种样品的氩离子抛光切割制样服务,利用氩离子精密抛光获得平滑截面,结合SEM、薄片岩相鉴定仪、X-衍射仪等设备进行矿物成分、结构及孔隙分布分析。

工程师对页岩类样品进行氩离子抛光后的扫描电镜图像

实验过程包括页岩样品的预磨、氩离子抛光/切割、样品固定和喷金处理,以及SEM观察。通过这一流程,可以获得适宜于BSE模式观察的光滑平整样品表面,利用背散射电子成像技术区分有机质和铁矿质,直观展现孔隙的大小、性质及分布特点。

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鳄梨实验室

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