Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Том 1 - Гоулдстей Дж.
Скачать (прямая ссылка):
ошибкам в определении Zг [134].
Основное, что влияет на фактор атомного номера Z,,- это различие между
средними атомными номерами образца и эталона. Для иллюстрации этого
эффекта в качестве примера можно рассмотреть анализ меди в сплаве на
основе алюминия, содержащего 2 вес. % Си. Средний атомный номер сплава
13,32, а атомный номер Си - 29. В этом случае можно ожидать значительной
поправки на атомный номер.
Пример расчета поправки на атомный номер для этого сплава производится в
табл. 7.3.
Таблица 7.3. Поправка на атомный номер для сплава А1 - 2 вес.% Си а)
Исходные данные для сплава А1 -2 вес.% Си
AI Си
Z 13 29
А 26,98 63,55
(кэВ) 1,56 8,98
б) Результаты расчета сплава А1 - -2 вес.% Си
Условия измерения: Яо = 15 кэВ, ф = 52,5'
Для Си*а Пси = 1.67
J = 314,05 J A1 = 163,0
SCu = 0,0722 SA1 = 0,0894
Ях'= 1,641 Я2' = 0,1899 R3'
ЯСи = 0,910 ЯА1 = 0,968
Si* = 0,0891
Ri* = 0,967
с использованием Си-эталона St = 0,0722 | Яг = 0,910 j Zcu =1.16
с использованием смешанного (54 вес.°/о Си, 46 вес.% А1) эталона 0Си А12
St = 0,0802 I Яг = 0,937 j ZCu= 1,08
22
Глава 7
Продолжение
Для А1*а UAi = 9,62 Sai = 0,119 SCu = 0,0944
Rr = 2,073 R2' = 0,332 R3' = 0,623
Rai = 0,910 tfCu = 0,823
Si* = 0,118
Ri* - 0,909
с использованием А1-эталона Si = 0,119 | Ri = 0,910 j ZA1 = 0,998
Условия измерения: ?o=30 кэВ, ¦ф=52,5°
Для Си*а
с использованием Си-эталона Si* = 0,0608 R*i = 0,939 Si =0,0501 \ Rt =
0,859 j ZCu= MI
с использованием эталона 0CuA12 St = 0,0551 1 Ri = 0,0896 J ZCu =
1,05
Для AIjco- ZAI =0,999
Поправки на атомный номер Zcи н ZM получены при двух значениях
ускоряющего напряжения 15 и 30 кВ. Значения /си и /д! получены из
уравнения (7.22). Значения 5Си и SA] для излучения Gujra (?'кр = 8,98
кэВ) или А1Ка (Екр = 1,56 кэВ) рассчитывались по уравнению (7.23).
Константа в (7.23) принималась равной единице, поскольку она в конце
концов уходит при последующих расчетах. Поправки на обратное рассеяние
Ren и Rm как для СиКа, так и для А1Ка получены из уравнения (7.20). Члены
Si, S* и Rit Ri* вычислялись по уравнениям (7.21) и (7.24). Конечные
поправки ZCu и ZAi получены с использованием (7.25).
Поправка ZCu при 15 кВ уменьшается примерно на 50% - от 1,16 до 1,08 в
случае, когда в качестве эталона вместо чистой меди (Z = 29) используется
эталон, состоящий из 0-фазы, СиА12 (Z=21,6). Поправка ZAi пренебрежимо
мала (ZA1 = 0,998) в этом примере, так как образец и эталон имеют очень
близкие атомные номера. Как уже ранее обсуждалось, если не вводить
поправку на эффект атомного номера, то при анализе тяжелых элементов в
матрице из легких элементов (Си в А1) обычно получают слишком заниженные
(Z{> 1) значения, а при анализе
Количественный рентгеновский микроанализ
23
легких элементов в тяжелой матрице (А1 в Си)-слишком завышенные (Zi<l)
значения концентрации.
Для обеих линий СиКа и А\Ка в сплаве А1 - 2 вес.% Си фактор Fi равен 1,0
из-за отсутствия взаимной флуоресценции элементов. Поправка на поглощение
АСи для СиХа в сплаве А1 - Си равна примерно 1,0 при 15 кэВ и ф = 52,5°,
так как коэффициент массового поглощения очень мал, ц/рсиСик"= = 53,7
см2/г, ц/рА1С%* =49,6 см2/г. Для Сика в сплаве А1 - Си полная коррекция
по методу трех поправок равна 1,16 для эталона из чистой меди и
обусловлена в основном эффектом атомного номера. С другой стороны,
излучение А1ка в сплаве А1 -¦
Си сильно поглощается медью, p/pAiAlA:a = 385,7 см2/г, р/рсиА1/с"= = 5377
см2/г. Поправка Ам была рассчитана для сплава А1 - Си при ?'о = 15 кэВ, ф
= 52,5° с использованием поправки на поглощение Филибера - Данкамба -
Хейнриха, описанной в разд. 7.22. Расчеты дали /(х) =0,902, /(х)* - 0,880
и Ам = 1,025. Поправка на поглощение удивительно мала, но это понятно,
так как в образце присутствует лишь 2 вес. % сильно поглощающего элемента
Си. Для излучения А1 Ка в сплаве AI - Си полная поправка равна 1,023 и
состоит из малой поправки на поглощение Aai (1,025) и очень малой
поправки на атомный номер ZM (0,998).
В работе [134]; исследована ошибка определения Z*. Обычно величина Z;
уменьшается с увеличением перенапряжения U- = Е0/Екр, но очень медленно
(5% для десятикратного увеличения U). Это видно из табл. 7.3, где Rcu
уменьшалось от значения 1,16 при 15 кэВ до 1,11 при 30 кэВ.
Неопределенность значения Z, остается по сути дела постоянной при
изменении U, так как неопределенности в значениях R и S взаимно
компенсируют друг друга. Таким образом, при низких значениях U не следует
ожидать увеличения ошибки в определении Z,, и, следовательно, выбор
низких ускоряющих напряжений целесообразен для достижения наибольшей
точности.
7.2.4. Поправка на флуоресценцию за счет характеристического
излучения F
Если энергия Е характеристического рентгеновского пика элемента / в
образце больше, чем Екр элемента i, то следует учитывать вторичную
флуоресценцию при введении поправок при определении концентрации элемента
