《第3节_X射线荧光分析》精选课件.pptVIP

X射线光谱与电子能谱分析法 一、X-射线荧光的产生 creation of X-ray fluorescence 二、X-射线荧光光谱仪 X-ray fluorescence spectrometer 三、应用 applications x-射线荧光分析 X-ray spectrometry and electron spectroscopy X-ray fluorescence spectrometry * 一、X-射线荧光的产生 creation of X-ray fluorescence 特征X射线荧光--特征X射线光谱 碰撞 内层电子跃迁↑H 空穴 外层电子跃迁↓L X射线荧光 X射线荧光 ? 次级X射线 ? (能量小) (能量大) 激发过程能量稍许损失； 依据发射的X射线荧光 ? ，确定待测元素——定性 X射线荧光强度——定量 * Auger 效应 Auger电子：次级光电子 各元素的Auger电子能量固定；（电子能谱分析法的基础） 碰撞 内层电子跃迁↑H 空穴 外层电子跃迁↓L 原子内吸收 另一电子激发 Auger效应 荧光辐射 竞争 几率 电子能谱分析 自由电子 Z11的元素； 重元素的外层空穴； 重元素内层空穴；K, L层； * Moseley 定律 元素的荧光X射线的波长( ? )随元素的原子序数( Z )增加，有规律地向短波方向移动。 K，S常数，随谱系(L，K，M，N)而定。 定性分析的数学基础； 测定试样的X射线荧光光谱，确定各峰代表的元素。 * 二、X射线荧光光谱仪 X-ray fluorescence spectrometer 波长色散型：晶体分光 能量色散型：高分辨半导体探测器分光 1. 波长色散型X射线荧光光谱仪 四部分：X光源；分光晶体； 检测器；记录显示； 按Bragg方程进行色散； 测量第一级光谱n=1； 检测器角度 2?； 分光晶体与检测器同步转动进行扫描。 * （1）X射线管(光源) 分析重元素：钨靶 分析轻元素：铬靶 靶材的原子序数越大，X光管压越高，连续谱强度越大。 * （2）晶体分光器 晶体色散作用； ?=2dsin? 平面晶体分光器 弯面晶体分光器 * （3）检测器 正比计数器(充气型)： 工作气 Ar；抑制气 甲烷 利用X射线使气体电离的作用，辐射能转化电能； 脉冲信号 闪烁计数器： 瞬间发光—光电倍增管； 半导体计数器：下图 * （4）记录显示 记录显示：放大器、脉冲高度分析器、显示； 三种检测器给出脉冲信号； 脉冲高度分析器：分离次级衍射线，杂质线，散射线 * 2. 能量色散型X射线荧光光谱仪 采用半导体检测器；多道脉冲分析器(1000多道)； 直接测量试样产生的X射线能量； 无分光系统，仪器紧凑，灵敏度高出2～3个数量级； 无高次衍射干扰； 同时测定多种元素； 适合现场快速分析； 检测器在低温(液氮)下保存使用，连续光谱构成的背景较大； * 能量色散型X射线荧光光谱图 * 能量色散型X射线荧光光谱图 * 三、应用 applications 1.定性分析 波长与元素序数间的关系；特征谱线； 查表：谱线—2?表； 例：以LiF(200)作为分光晶体，在2?=44. 59处有一强峰，谱线—2?表显示为：Ir(K?)，故试样中含Ir； （1）每种元素具有一系列波长、强度比确定的谱线； Mo(Z42)的K系谱线K?1、K?2 、K?1 、K?2 、K?3 强度比 100、 50、 14、 5、 7 （2）不同元素的同名谱线，其波长随原子序数增加而减小 Fe(Z=26) Cu(Z=29) Ag(Z=49) K?1： 1.936 1.540 0.559 埃（A） * 2.定量分析 谱线强度与含量成正比； （1）标准曲线法 （2）增量法 （3）内标法 3.应用 可测原子序数5~92的元素，可多元素同时测定； 特点： (1) 特征性强，内层电子跃迁，谱线简单 (2) 无损分析方法，各种形状试样，薄层分析 (3) 线性范围广，微量—常量 缺点：灵敏度低(0.0X%)； -刘宇-