电子探针分析原理(2).ppt

样品制备步骤（1）将所需研究的样品切割，磨制成光片或光薄片，如果是薄片，上面不可有盖玻璃，所有粘合剂不能用加拿大树胶，只能用环氧树脂或502胶；（2）在光学显微镜下仔细寻找所要观察的区域，用墨水笔圈出，并画出各物相的关系；（3）将样品涂上一层碳膜。（4）用于形态分析的碳末样品的特殊制样方法：在玻璃载玻片上用双面胶带粘上粘土或其它粉末，压紧，然后喷碳或喷金。,第四节样品制备,定性分析是指确定未知样品所含有的在检测极限范围内的所有元素。电子探针定性分析包括波长色散X射线光谱法(wavelength-dispersiveX-rayspectrometry,WDS)，能量色散X射线光谱法(energy-dispersiveX-rayspectrometry,EDS)。EDS的检测极限为0.1wt%，WDS的检测极限大部分为100ppm，极理想情况下可达10ppm。,第五节电子探针定性分析,一、能谱定性分析,根据探测器（正比计数管、闪烁计数管）输出脉冲幅度与入射X射线在检测器中损耗能量之间的已知关系来确定X射线能量。分析原理：（1）样品中同一元素的同一线系特征X射线的能量值是一定的，不同元素的特征X射线的能量值各不相同。（2）利用能谱仪接收和记录样品中特征X射线全谱，并展示在屏幕上。（3）然后移动光标，确定各谱峰的能量值，通过查表和释谱，可测定出样品组成。能谱分析的能量值范围为0.1keV电子束能量值（20KeV）。,能谱分析过程中必须注意的事项（1）仅仅是具有特征性的峰才可以用来鉴别元素；（2）要经常校正EDS谱仪；（3）用来鉴定4Be92U的X射线能量值范围为0.114KeV，但对重元素，电子束的能量最好在2030KeV。（4）在进行EDS定性分析时，要养成“查书”的习惯。当一个元素鉴定出来以后，应该将可能线系的X射线峰都标定出来，特别是对于那些强度相对弱的峰，以防有其它微量元素的存在；（5）要避免其它元素的干扰，特别是过渡金属之间的干扰尤为明显，要倍加注意。,能谱分析中常见元素的干扰源,重元素玻璃EDS谱线图,该玻璃含有Pb、Ta、Ba、Si、O等主要组分，以及Bi、Al等微量组分,二、波谱定性分析,基本原理：在电子束的轰击下，样品产生组成元素的特征X射线，然后由谱仪的分光晶体分光，计数管接收并转换成脉冲信号，最后由计数器显示，或由记录仪记录下试样组成元素的特征X射线全谱。在波谱分析中，通常采样L值，而不是值。L值为：从X射线源到分光晶体之间的距离，它代表检测波谱仪位置的波长。式中，R为谱仪的罗兰园半径(mm)，如:JEOL2R140mm，Cameca2R166mm，Shimadzu2R102mm。2d为分光晶体的面网间距，为特征X射线峰的波长，n为X射线反射级数。,与EdS分析相同重元素玻璃的WDS谱线,与EDS相比，WDS具有一下优点：WDS具有高的分辨率；高的峰/背比使WDS的检测限大大优于EDS(WDS100ppm，EDS1000ppm)；WDS能够分析Z4的元素，虽然新型的EDS也能分析Z4的元素，但检测限要大大降低。但WDS也有其缺点：用时多，速度慢；WDS需用较大的电流。,一、电子特征元素定量分析的基本原理二、定量分析数据的预处理三、ZAF修正四、定量分析的技术问题五、工作条件的选择六、X射线分析中的精度和灵敏度七、标样选用,第六节电子探针定量分析,一、电子特征元素定量分析的基本原理,在一定的电子探针分析测量条件下，样品组成元素的相对百分含量与某元素产生的特征X射线的强度成正比，二者关系可用下式表示：式中，Ci和C(i)分别为样品和标样中i元素的浓度，Ii和I(i)分别为样品和标样中i元素的X射线强度。,（一）背景修正实验测得的特征X射线强度必须扣除连续X射线所造成的背景强度，即进行背景修正。测定背景值的方法有如下几种：(1)如果背景强度是X射线波长的线性函数，则在谱峰两侧偏离主峰中心0.1的位置上分别测背景值Bg(-),Bg(+)，其平均值(Bg)即为谱峰中心的背景。(2)如果背景强度与波长不呈线性关系，通常在离谱峰两侧0.1的位置各取两个以上点的背景值，然后绘出背景轨迹，直接读取峰位处的背景强度Bg作为背景值。,二、定量分析数据的预处理,（二）死时间(deadtime)修正死时间是指在一个脉冲到达计数器后，有一段时间间隔。在此间隔内，计数系统不再接收记录，直到新的脉冲到来。由于死时间的存在，使一部分X射线脉冲漏记，造成计数损失，而且计数率越高，死时间造成的计数损失的相对比例也越高。因此要对X射线强度进行死时间修正。式中，n为实测计数率，n为经死时间修正的计数率，为死时间。,试样在经过背景修正和死时间修正后，可作为一级近似将X射线强度比当作元素浓度比。对于定量分析来说，这样的处理是远远不够的。这是因为X射线强度比与元素浓度比之间并非呈简单的线性关系。造成这种非线性关系的因素包括内因和外因两方面。内因：试样和标样对入射电子的原子序数效应；试样和标样对X射线的吸收效应；试样和标样对X射线的荧光效应。外因：电子入射角、X射线的出射角以及电子加速电压等。因此，在尽量保证外因影响最弱的情况下，就必须进行内因的修正，即ZAF较正。,三、ZAF较正,一、标样的种类纯金属标样（99.99）、合金标样、天然矿石标样、合成玻璃标样等。二、天然矿物标样制备可用于标样的矿物需满足以下条件：矿物是均一的；各元素在样