EDS简介

能量色散X射线光谱仪(EDS)简介EnergyDispersiveX-RaySpectroscopy内容提要EDS的基本检测原理EDS的特点EDS的主要用途EDS的定量分析方法及原理几种常见元素的EDS图EDS的基本检测原理X射线管产生的X射线辐射在待测样品表面，使待测样品的内层电子被逐出，产生空穴，整个原子体系处于不稳定的激发态。而外层电子会自发地以辐射跃迁的方式回到内层填补空穴，产生特征X射线，其能量与入射辐射无关，是两能级之间的能量差。当特征X射线光子进入硅渗锂探测器后便将硅原子电离，产生若干电子-空穴对，其数量与光子的能量成正比。利用偏压收集这些电子空穴对，经过一系列转换器以后变成电压脉冲供给多脉冲高度分析器，并计数能谱中每个能带的脉冲数。特征X射线光子进入锂漂移硅Si(Li)探测器后，在晶体内产生电子-空穴对。在低温下，产生一个电子-空穴对平均消耗能量为3.8ev。能量为E的X射线光子产生的电子-空穴对为N＝E/3.8。不同元素发出的特征X射线具有不同的能量，即波长不同。EDS的基本检测原理简单地说，EDX是借助于分析试样发出的元素特征X射线波长和强度实现的，根据波长测定试样所含的元素，根据强度测定元素的相对含量。EDS的特点能快速、同时对各种试样的微区内Be-U的所有元素，元素定性、定量分析，几分钟即可完成。对试样与探测器的几何位置要求低：对W.D的要求不是很严格；可以在低倍率下获得X射线扫描、面分布结果。能谱所需探针电流小：对电子束照射后易损伤的试样，例如生物试样、快离子导体试样、玻璃等损伤小。检测限一般为0.1%－0.5%，中等原子序数的无重叠峰主元素的定量相误差约为2%。EDS的主要用途非均匀样品的局部化学成份(点)较少量材料或小颗粒材料的化学成份(点)非均匀样品种一维/二维的成份分布(线/面)沉积在任意衬底上的薄膜成份(面)根据探针在待测样品表面扫描的方式不同，可以有点、线、面分析三种方式，因此，EDS有以下用途：EDS的定量分析方法及原理有标样定量分析：在相同条件下，同时测量标样和试样中各元素的X射线强度，通过强度比，再经过修正后可求出各元素的百分含量。有标样分析准确度高。(定量)无标样定量分析：标样X射线强度是通过理论计算或者数据库进行定量计算。(半定量)分析方法：试样中A元素特征X射线的强度IA与试样中A元素的含量成比例，所以只要在相同条件下，测出试样中A元素的X射线强度IA与标样中A元素的X射线强度I(A)比，近似等于浓度比：KA=IA/I(A)～CA/C(A)当试样与标样的元素及含量相近时，上式基本成立，一般情况下必须进行修正才能获得试样中元素的浓度。KA=CA/C(A)×(ZAF)A/(ZAF)(A)(ZAF)A和(ZAF)(A)分别为试样和标样的修正系数EDS定量分析原理ZAF定量修正方法是最常用的一种理论修正法，其中：Z:原子序数修正因子(电子束散射与Z有关)A:吸收修正因子(试样对X射线的吸收)F:荧光修正因子(特征X射线产生二次荧光)EDS半定量分析原理无标样定量分析是X射线显微分析的一种快速定量方法。强度比K＝IS/IStd表达式中IStd是标样强度，它是由纯物理计算，或用标样数据库给定的，适应于不同的实验条件。其计算精度不如有标样定量分析。几种常见元素的EDS图