07X光化学分析.ppt

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1、材料显微结构分析X光化学分析一.分析理论基础及方法理论基础：莫塞莱定率h:plank常数K:与马德堡常数有关σ：屏蔽常数L系常用K系XRF激发源:一次X-Raye束EPMA不必导电，液体可试样：微区导电或镀膜Be4-U92相对较低，几百ppm；绝对较高，10－13－10－14g少量到百分之百可，必须校正照射区域：检测范围：含量限制：灵敏度：定量分析：展谱方式：大面积F9－U92(C6)相对较高，几－几十ppm；绝对较低。微量到百分之百WDS或EDS分光（展谱）原理无论是原激发或次激发均同时激出试样中已有元素的特征X线，必须分光。1.WDS：Wa

2、veDispersiveSpectroscopy利用波动性逐一展谱2.EDS：EnergyDispersivepectroscopy利用粒子性h同时展谱两种展谱方式二.WDS分光原理：利用Bragg方程。但几何布置有区别。EPMA与XRF的WDS分光原理相同，均用Bragg方程,试样e束分光晶体准直光栏探测器G例：常用分光晶体LiF当时，接收到强信号。则：确定为CoKα1.7901分光晶体：由Bragg方程：对一定的晶体的(hkl),λ有确定范围如：LiF对就不适用λ↑晶体d↑，必须配备多个分光晶体。*分光晶体选择原则：(2)同一元素精

3、细结构。高分辨率K1K2(1)特征谱线波长相近的元素；ADP(NH4H2PO4)(200)7.50ÅSiO2(101)6.86Å分光晶体：*分光晶体选择原则：d↓，θ↑，则高分辨率对标准晶体:d不变分辨率越高大角(接近90度)，小面间距晶体，**聚焦条件：线条不宽化，避免重叠XRF的聚焦方式：弯曲晶体置于聚焦圆上以ω绕圆心转探测器置于聚焦圆上以2ω绕圆心转,并自转符合探测器G弯曲晶体EPMA聚焦方式：弯曲晶体以v直线运动探测器四叶玫瑰园轨迹运动符合以上聚焦方式可分辨如：e束探测器G弯曲晶体直进*遇下述情况，解决方案：①很小

4、时改为探测：AsK或LPbL②不同级别衍射线重叠②不同级别衍射线重叠可采取在探测器线路中加上PHA装置来区别解决办法:PHA:pulseheightanalysiser一定能量的光子在PHA中产生电离形成一电压脉冲，这种脉冲高度与hυ成正比。晶体分光优点：分辨率高1、分光系统复杂晶体分光缺点：2、元素逐一检测3、总的灵敏度不高：XRD效率低；进到计数器就更低；立体角小。三、EDSLi补偿P型中受主杂质，使原PN结中的耗尽已扩大，形成稳定中间层。X光子作用下，原子电离产生电子－空穴对.在反向电压下，电子空穴对载流子运动,使负载电阻上产生压降

5、,输出脉冲信号→放大器。锂漂移硅检测器，原理：Si(Li)或Ge(Li)PN中间层_+前置放大器平均3.8ev可产生一个电子－空穴对。→所以不同Z激发检测器的X光子能量及总强度不同，可作元素成份分析及定量。检测器→等量放大器及主放大器→多道分析器→存储→显示（屏幕、打印）X光子h个数(强度)→每秒产生脉冲的次数→通过某道的该数量的X射线强度→定量。X光子能量h→一个光子引起的脉冲幅度高度→占多道分析器某道→定性。020Kev,10ev/每道，2048道EDS优点：探测器可与试样离得很近，效率很高，同时展谱分辨率较低，目前商品为150ev。

6、EDS缺点：四、X光荧光定量分析：(2)基体增强效应：被检元素特征X射线被基体中其它元素所吸收；(1)基体吸收效应：不成线性关系，原因为基体效应。待测<基体某元素待测>基体某元素基体效应例(2)基体增强效应：(1)基体吸收效应：不成线性关系，原因为基体效应。待测<基体某元素待测>基体某元素吸收限波长质量吸收系数FeK:1.9373,K吸收:1.7433MoK:0.7107NiK:1.6592,若测Ni？(1)基本参数法：理论计算，由数学模型及计算机编程。定量分析：(2)经验系数法：用经验方法来确定一种元素对另一种元素

7、的基体效应*应用举例：混合物中i元素的，即100％*应用举例Ri:第i元素的相对荧光强度：纯i相的n种元素令：：混合物中第i元素重量百分比：纯i元素重量百分比K应是基体中各元素j对i元素的影响的总效果。Qij：代表j元素（包括i）对i元素的基体效应影响因子.K应是基体中各元素j对i元素的影响的总效果。有n种元素，显然有个即把激发源的多色谱线看成某种有效波长的增强效应削弱的低吸收效应的近似处理。关键求试样有A,B,C三元素，(1)配三个wt%已知的标准试样应用举例：找出纯A,B,C三标样求第i元素的Ri实验条件完全一致。(2)XRF测三试样及纯

8、A,B,C三标样，求出各：同理求：(3)求各元素j对i元素的影响因子对待测试样及各纯A,B,C作XRF，求出各(4)实测：应用已求得的