许多质量同行都知道，在自己的行业领域里，都离不开需要做失效分析。而失效分析当中，我们会用上许多的技巧、工具、方法。如果自家的企业肯投资，分析实验室搞起来可以说是很方便的。简单的分析可以自己做，但需要用上昂贵的设备的，既然不是经常用得上，主要是考虑的每个月的财务折旧，一台设备大几十万美金的，老板是肯定心疼的。
这样的前提下，其实很多质量同仁都没有机会去学会这些昂贵的设备，更不要说明白它的理论、实际用途、如何判断。老板当然会说，找第三方实验室做。这个也没有问题，问题是，第三方给出的报告，都不会有结论的，因为他们不会想冒险背起法律的责任。他们不知道你交给他的样品分析，是用来做什么的（目的）。是不是涉及到索赔？是不是涉及到商业的矛盾等等。
质量同仁在拿到第三方报告的时候，如果没有几把刷子去解读报告，就等于是花了整万人民币，在那里干瞪眼。结论呢？？？
笔者幸运的（可能也不幸运）在早期的硬盘磁头行业中，担起了失效分析任务，也因此幸运的有机会去上了IEEE电气和电子工程师协会在90年代开办了一次关于微量分析与SEM/EDS。这个课程在当年非常昂贵，但是值得去上。遗憾的是，笔者在国内可能接触不到关于类似的培训课程公告，不然倒是希望派遣自己的工程师去上。如果读者知道的话，可以分享一下国内的这方面培训。
为什么要学微量分析呢？
对于硬盘业来说，硬盘是出于密封真空，我们害怕的是生产过程或者维修过程导致的异物，会造成对硬盘本身或者磁头损伤。在10年的生涯里，作这样的失效分析可以说频繁。微观的世界里，我们仿佛是侦探一样，抽丝剥茧的找到疑点、源头，从而正确的识别污染源和解决它。
物理的显微镜，笔者用过最大的是放大2000倍。坦白说，在90年代，这些设备都不便宜不说，老板一直提醒，“小心不要把镜头弄坏了！”主要是，2000倍是几乎把镜头贴到样品的上面，几乎快要触碰到样品。而且，由于一般的样品的形状（污染部分）是高低不平、不均匀分布。在对焦过程中，只能看到一点对焦的部分，其它都模糊了。
物理显微镜只能给我们看到一点，确认了有异物，但它的局限是无法告诉你这是什么东西。
由于X光的发现，它开启了许多可以利用来作为工业和医疗用途的路径。这其中，包括了电子显微镜SEM Scanning Electron Microsope
那么，首先我们要回到学校上课学过的物理。
先来点历史：1895年，德国物理学家威廉 伦琴在研究阴极射线管管的时候，虽然荧光屏和阴极管之间有障碍，但是荧光屏却发亮了。后来，也就发现了X光的透视特性。
X光是怎么产生的呢？请看下面的图片
我们都知道一颗原子的结构，围绕着质子和中子的，是有好多层的电子层，KLMN的不同层。越是往内层的电位，就比外层的高。因此，当有能量冲击的时候，通常都是外层的电子得到能量让后移位，而所产生的空洞，由电位高的电子移动去填补，这时候就发生了X光。
当X光被发现后，科学家进一步发现，每一种元素受到能量冲击后所产生的X光的波长，是唯一独特的。也就是说，这好比指纹一样，独一无二。因此，从1920到1940的年代，科学家专注这方面的，都是在记录不同元素所产生的对应独特X光波长。这个工作带来的好处，是给后面的科技发展铺垫了演变成为微量分析的基石。
我们学到的物理化学中，一个原子的结构和围绕着的电子层：
中间的部分是质子和中子，围绕着的是不同电子层，从里面到外面是称呼为K,L,M,N。有趣的是，电子的分布在每个层，都有它的最大数值，都有规律。坦白说，如果是随机发生没有规律，就不会有科学的发展科研。
这每个电子层的电子数量规律，是依照2xn^2公式，因此我们得到的是：
第一层K, n = 1, 电子数量最大为 2 x 1^2 =2
第二层L，n = 2, 电子数量最大为 2 x 2^2 = 8
第三层M，n = 3, 电子数量最大为 2 x 3^2 = 18，以此类推
我们也从科学家的发现得知一些不同元素的电子层的电位差
元素的独特电子层电位差可以让我们识别元素外，同时，独特的元素X光波长也是如指纹一样的指引我们识别元素，下面是一些例子：
这里的波长单位是以埃Angstrong为单位。它是多长呢？
1埃 = 10^-10m = 0.1纳米
我们从上面可以看到，电子层的电子因为离位和高电位差电子的迁移产生独特的X光，在释放的X光带着的能量（eV)和波长，形成了如同指纹识别的功用。
我们先谈到这里，后面谈一下它们是如何倍应用起来。
