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定量校正

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使用电子束照射产生的特征X射线对未知样品（待测样品）中的元素进行定量分析时使用的校正。未知样品与标准样品（组成元素质量浓度已知）产生的特征X射线强度比（K比=C^U/C^标准)计算的未知样品的第一个近似浓度经过校正以确定真实浓度。

由于未知样品和标准样品的组成元素及其丰度比不同，因此测量的强度比（K比）不等于未知样品和标准样品的浓度比，需要进行校正。校正因子G由以下三个校正组成。 1）特征X射线的产生效率（原子序数校正G^Z), 2) 产生的特征X射线穿过样品时的吸收（吸收校正G^A)，以及3)其他元素引起的荧光X射线的影响（荧光校正G^F)（图1）。 ZAF校正和φ(ρz)方法是计算这些校正因子的方法。

定量校正计算流程如图2所示。要计算校正因子G，首先测量未知样品的所有特征X射线，并识别未知样品的组成元素（N = A、B、C、）。以下，对通过进行上述校正来求出未知试料中的元素的质量浓度的方法进行说明。

通过元素 A 的测量获得的 K 比 K_A＝C_A^U/C^标准_A，标准样品C中元素A的质量浓度^标准_A的第一近似浓度C_A⁰对未知样品中的元素 B、C、… 进行同样的操作，得到第一个近似浓度 C_B⁰，C_C⁰，。构成未知样品的所有元素的第一近似浓度C_N⁰校正因子G_N⁰第一近似浓度C_N⁰(= C^标准_Nx K_N)G_N⁰_N¹然后所有校正后的质量浓度 C_N¹_N¹, G_N¹C_N⁰C_N²重复此操作并计算质量浓度C_Nⁱ⁺¹的值是之前的值 C_Nⁱ时，该值被设置为真实值。

K 比率或 C_N⁰的方法：(1) 标准定量，即制备标准样品并实际测量特征 X 射线强度；(2) 无标准定量，即使用理论计算和 EDS 制造商准备的参考数据。

如果未知样品和标准样品之间的组成元素的平均原子序数差异较大，则特征X射线的产生效率和样品内的吸收的差异就会很大，因此校正量就会很大。一般情况下，吸收校正的效果最大，其次是原子序数校正，最后是荧光校正。特别是，在20kV或30kV等高加速电压下，电子束更深地穿透样品并产生特征X射线，这增加了特征X射线必须穿过样品的距离，使得吸收校正变得重要。荧光校正通常可以被忽略，因为除了特定的元素组合之外，其影响很小。吸收校正、原子序数校正、荧光校正的详细说明请参考ZAF校正部分。
 

图1 用于定量校正的三个校正因子

入射到样品上的一些电子与构成样品(①)的原子一起发生弹性和非弹性散射，还有一些作为反射电子发射到样品外部。穿透样品的电子产生连续X射线和元素A的特征X射线(②)。它还会产生样品中另一种元素 B 的特征 X 射线 (③) 并损失其能量。原子序数修正G^Z

产生的一些特征X射线被样品吸收。由于吸收的大小根据构成元素及其丰度比而不同，因此吸收校正G^A(④)。

此外，另一种元素B的特征X射线(③)或连续X射线可能会产生与元素A的特征X射线相同能量的X射线(荧光X射线)(⑤)。由于荧光X射线而导致的与标准样品的X射线强度差异的荧光校正^F

图2 未知样品质量浓度定量校正计算流程（用于标准定量）

使用电子束照射产生的特征X射线获得未知样品中组成元素的正确浓度值的校正。校正应用于第一个近似浓度值，该值是使用强度比计算的（K 比 = C^U/C^标准) 未知样本和标准样本的特征 X 射线（组成元素的质量浓度已知）。

未知标本的组成元素及其丰度比与标准标本不同。因此，测得的 K 比值不等于未知样品与标准样品的浓度比。因此，需要进行校正以获得未知样本的正确浓度。校正因子G由以下三个校正组成： 1) 原子序数校正G^Z由于特征X射线产生效率的差异，2)吸收校正G^A由于特征X射线在样本中运行时吸收的差异以及3)荧光校正G^F由于荧光X射线产生效率的差异（图1）。计算这些校正因子的方法包括 ZAF 校正方法和 Phi-Rho-Z 方法（φ(ρz) 方法）。

定量校正（标准定量）的工作流程如图2所示。为了获得校正因子G，首先测量未知样本产生的所有特征X射线，并识别样本的组成元素（N = A、B、C、…）。下面，我们将解释如何通过上述修正获得未知样品中元素的质量浓度。

第一近似浓度值C_A⁰未知样品中元素 A 的含量通过乘以测得的 K 比 K 来计算_A= C_A^U/C^标准_A质量浓度C^标准_A标准样品中的元素A。通过相同的程序，得到第一个近似浓度C_B⁰，C_C⁰…未知样品中元素B、C…的计算。那么，修正系数G_N⁰ (_{N=A、B、C…}) 使用第一个近似浓度 C_N⁰未知样本中包含的所有组成元素。第二近似质量浓度C_N¹乘以G计算得出_N⁰按第一近似浓度C_N⁰(= C^标准_NxK_N）。接下来，使用校正后的质量浓度C_N¹，G_N¹，并且C_N²乘以C计算得出_N⁰G 提供_N¹。重复此过程，当计算出质量浓度C_Nⁱ⁺¹变得非常接近之前的C_Nⁱ，该值视为真实值。

有两种确定K比率和C的方法_N⁰：（1）标准定量，其中制备标准样品并实际测量特征X射线强度，以及（2）无标准定量，其中使用EDS制造商准备的理论计算或参考数据。

当未知样本和标准样本之间构成元素的平均原子序数差异较大时，由于特征X射线产生效率和样本中吸收的差异变大，因此校正量变大。一般来说，吸收校正的效果最大，其次是原子序数校正和荧光校正。特别是，当加速电压较高（例如20 kV、30 kV）时，电子束在产生特征X射线的同时更深地穿透样品。因此，X射线在样本中传播的距离更长，因此吸收校正就变得很重要。荧光校正常常可以被忽略，因为除了特定元素的组合之外，荧光效应很小。关于校正、原子序数校正和吸收荧光校正的详细说明，请参见术语“ZAF校正”。

图。 1 用于定量校正的三个校正因子

入射到样品中的一部分电子与组成原子（元素）（①）一起发生弹性和非弹性散射。一些电子被反向散射并作为反射电子发射到样品外部。电子穿透样品产生连续X射线和元素A的特征X射线(②)。穿透电子还会产生 B 元素的特征 X 射线 (③)。在这个非弹性散射过程中，这些电子失去了能量。将这种散射过程中未知样品与标准样品之间的特征X射线产生效率的差异校正为原子序数校正因子G^Z.

产生的特征X射线的一部分被样本吸收。由于特征X射线的吸收量取决于组成元素及其丰度，因此未知样品与标准样品之间的差异通过吸收校正因子G^A(④).

在某些情况下，元素A的特征X射线被其他元素B的特征X射线（③）或连续X射线激发，产生与元素A的特征X射线（荧光X射线）相同能量的X射线（⑤）。未知标本与标准标本之间荧光X射线的差异通过荧光校正因子G进行校正^F.

图。 2 未知样本中成分元素浓度校正的工作流程。

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