清华大学.材料显微结构分析.07-X光化学分析课件.ppt

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1、材料显微结构分析方法清华大学研究生课程X光化学分析理论基础：莫塞莱定率分光(展谱)原理因试样中所有元素的特征X线同时被激出！1.WDS：WaveDispersiveSpectroscopy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不成线性关系。吸收限波长质量吸收系数

2、mFeK:1.9373,K吸收:1.7433MoK:0.7107NiK:1.6592若测Ni？物质对X线的吸收(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的基体效应*应用举例混合物中i元素的混合物中第i元素的相对荧光强度纯i相的n种元素试样令：：混合物中第i元素重量百分比：纯i元素重量百分比K应是基体各元素j对i元素影响的总效果。那么有：代表j元素(包括i)对i元素的基体效应的影响因子。Qij：令：∴∵设：有n种元素，显然有即把激发源的多色

3、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。关键求个试样有A,B,C三元素，(1)配三个wt%已知的标准混合试样应用举例：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测三混合标准试样及纯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：应用已求得的解求得VI.电子探针X射线微区分析（EPMA）一.EPMA定量分析(一)定量分析基础：电子束同时激出各元素特征谱及连续谱，关键建立各元素特征谱强度之间的影响关系。例：A

4、、B、C三元素叠加在从短波限开始的连续X线谱上。A元素特征谱的总强度应有两部分组成：1.原激发2.连续谱从对A的荧光激发（基体增强）可见，不与Awt%成线性关系，探测到试样中A元素的：If:由其它元素特征辐射引起的激发强度Ip:初级辐射强度Ic:连续谱引起的强度*:待测试样设k为试样中A元素X射线强度I*与纯A元素标样X射线强度I之比：则有：那么：代表在试样原子位置的原激发结果代表X光从试样射出时被吸收的结果则有：∵∴若假设不考虑吸收及荧光激发，or则元素重量百分比C：KZ即为原子系数校正因子Z。令：oror令：KF即为荧

5、光校正因子F。KA即为原子吸收校正因子A。or可见，不与Awt%成线性关系，以纯化合物(非纯元素wt%已知)为标样，更有效！测定MgAl2O4中的Al。例:问题:对化合物中的某元素∵∴必须能够找到各种纯元素！∵（二）原子系数校正因子KZ：不能激发1.被测A的影响因素2.试样中除A外的其他元素的Z对在多元非弹性散射过程中受阻碍S不同。*弹性散射。QZ2*非弹性散射。S1/Z的影响No阿佛加德罗常数则：eB进入纯样，经dx距离，被电离原子数为dn:单位体积原子数Q：当u<20时，令：（二）原子系数校正因子KZ：A原子量ρ密

6、度元素原子的游离截面，与Eo/Ec有关。可沿路径积分求n，但对能量积分更方便。对（二）原子系数校正因子KZ：若不考虑背散射因素影响：对纯物质：则该元素原子数量为：对非纯样中元素wt%为C，同理：由：应有：（二）原子系数校正因子KZ：以Ro表示纯元素的背散射系数(可查）,定义：若考虑背散射因素影响：对非纯样：（二）原子系数校正因子KZ：则有：显然又：（二）原子系数校正因子KZ：假设：S是E及Z的函数，积分复杂。但其中：（二）原子系数校正因子KZ：对E的变化不灵敏。求So的经验公式：则有：（二）原子系数校正因子KZ：求：J=1

7、1.5Z但是Ci未知！（二）原子系数校正因子KZ：R0i可查(三)吸收校正因子KA：加速电压为Kv的电子入射纯元素A，从质量深度ρZ处，由d(ρZ)元素的原位激发X线强度：X射线反射的激发函数(随深度分布)由于吸收，在(take-offangle)处探测到试样中A元素的d(ρZ):元素的质量厚度总强度Ip:令：试样由A,B,C···等元素组成，A元素含量为CA，的拉普拉斯式变换。(三)吸收校正因子KA：则有：已知(三)吸收校正因子KA：对于：联合求值困难。要从实验中求，数据至今有限也不可测全。所以将KZ分离出，单独求KA

8、等效公式：(三)吸收校正因子KA：求：但是Ci未知！ho变化对(三)吸收校正因子KA：所以可取：影响不灵敏，（四）荧光校正因子KF:如果试样中B元素的K系X射线对待测A元素能产生荧光增强，其增强效应：*必须求出可能激发A荧光的各元素的影响Wk:B元素K层电子的荧光产额，也就是B元素产生K系X光的能力，其