ty8天游官网登录 X 射线 (EDS)
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ty8天游官网登录 X 射线
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特性X射线是将内壳电子踢出原子的入射电子,当原子内较高能级的电子跃迁到内壳中产生的空穴时,多余的能量以电磁波的形式发射X它指的是一条线。特点X因为线的能量根据元素的不同而具有唯一的值,扫描电镜特性X使用线条分散能量X线谱 (能量色散 X 射线光谱) 允许元素分析。
ty8天游官网登录X射线发生区域
当样品受到电子束照射时,电子与样品内部的原子碰撞并渗透到一定深度,同时损失能量。在此过程中,核心电子被喷射并产生ty8天游官网登录X射线。ty8天游官网登录X射线在距离样品表面几十纳米到几微米的深度处产生。ty8天游官网登录X射线的产生面积取决于样品的入射电压、平均原子序数、原子质量和密度。对于由树脂或玻璃等轻元素制成的样品,产生ty8天游官网登录 X 射线的区域又深又宽。如果它是由SUS或黄铜等重元素组成的,则生成区域会浅且窄。图1示出了当电子束以20kV的入射电压入射到碳(C)和铜(Cu)上时产生ty8天游官网登录X射线的区域的示意图。对于碳 (C),ty8天游官网登录 X 射线产生区域的深度约为 48 µm(图 1a)。对于比碳重得多的铜 (Cu) 元素,产生ty8天游官网登录 X 射线的区域减小至约 1 µm 的深度(图 1b)。

图1 碳(C) 和铜(Cu) 中的ty8天游官网登录X 射线发生区域
实际观察到的ty8天游官网登录X射线强度就是产生的ty8天游官网登录X射线被样品吸收和散射并引起荧光激发,使它们从样品中逸出X线条的深度不同。对于定量元素分析,定量校正(扎夫更正和PRZ更正)是必要的。
电子束照射ty8天游官网登录X射线的产生过程
图2显示了电子束照射过程中Cu原子的ty8天游官网登录X射线产生过程。当入射电子与内层电子碰撞时,内层电子从原子中弹出。结果,电子轨道中产生空位,使原子不稳定。为了回到稳定状态,较高电子轨道外层轨道的电子跃迁到内层轨道。此时的能量差作为ty8天游官网登录X射线被发射。从L壳层跃迁到K壳层时发出的ty8天游官网登录X射线称为Kα射线(图3a),从M壳层跃迁到K壳层的ty8天游官网登录X射线称为Kβ射线(图3b),从M壳层跃迁到L壳层的ty8天游官网登录X射线称为Lα射线(图3c)。这样,ty8天游官网登录X射线就根据辐射所涉及的电子轨道来命名。

图 2 以 Cu 为模型的ty8天游官网登录 X 射线生成过程

图 3 以 Cu 为模型的ty8天游官网登录 X 射线发射机制
获得具有足够探测强度的ty8天游官网登录X射线的入射电压条件
为了产生ty8天游官网登录X射线,需要为入射电子提供比在内壳中喷射电子所需的最小能量(吸收边)更多的能量。例如,由于目标元素Cu的K吸收边为8979keV,理论上入射电子的电压应为9kV或更高。然而,为了获得足够强度的X射线谱,通常将入射电压设置为目标元素的ty8天游官网登录X射线能量的大约两倍。对于Cu,通过将入射电压设置为15 kV左右,可以获得足够强度的Kα射线(804 keV)光谱(图4)。图5显示了ty8天游官网登录X射线(Kα射线和Lα射线)的能量随着原子序数的增加而变化。该图表明,使用15 kV的入射电压,可以激发几乎所有元素的ty8天游官网登录X射线。对于原子序数较小的样品,即使将入射电压降低至10 kV至5 kV,也可以获得足够强度的光谱。因此,在元素分析中,根据样品的原子序数适当设置入射电压非常重要。

图4 ty8天游官网登录X射线Cu Kα的光谱强度与入射电压的关系

图5 ty8天游官网登录X射线能量的原子序数依赖性
ty8天游官网登录X射线是当入射电子将内层电子从原子中弹出以产生空穴时发射的X射线,原子中处于较高能级的电子跃迁以填充空穴,以电磁辐射的形式释放出多余的能量。由于ty8天游官网登录X射线的能量对于每种元素都有特定值,因此SEM可以利用ty8天游官网登录X射线通过能量色散X射线光谱(EDS)进行元素分析。
ty8天游官网登录X射线的产生区域
当电子照射样品时,电子会渗透到一定深度,同时通过与样品中的原子碰撞而损失能量。在此过程中,内层电子被喷射,并产生ty8天游官网登录X射线。 X 射线通常在样品表面下方几十纳米到几微米的入射区域内产生。ty8天游官网登录X射线的产生区域取决于电子束的加速(着陆)电压、平均原子序数、原子量和样品的密度。对于由轻元素(例如树脂和玻璃)组成的样本,生成区域趋于深而宽。相反,对于由重元素(例如不锈钢和黄铜)组成的样本,该区域变得浅且狭窄。

图。 1 碳和铜的ty8天游官网登录X射线的产生区域
实际测量的ty8天游官网登录X射线强度受到各种效应的影响:产生的X射线在样本中被吸收和散射并引起荧光激发。因此,所产生的ty8天游官网登录X射线可以逃离样本的深度(称为“逃逸深度”)根据这些效应而不同。通过这些影响。
电子束照射ty8天游官网登录X射线的产生过程
图。图2示出了受电子束照射的Cu原子中ty8天游官网登录X射线的产生过程。当入射电子与内层电子碰撞时,受影响的电子会从原子中弹出。然后,在内壳轨道中产生空位或空穴,使原子不稳定。为了返回稳定状态,处于较高能量轨道的电子跃迁到所产生的空穴。在这种情况下,会发射ty8天游官网登录 X 射线,其中两个轨道之间存在能量差。当电子从L壳跃迁到K壳时,ty8天游官网登录X射线称为Kα线(图3a)。对于从M壳层到K壳层的转变,X射线称为Kβ线(图3b),对于从M壳层到L壳层的转变,X射线称为Lα线(图3c)。参与其发射的轨道。

图。 2 Cuty8天游官网登录X射线的产生过程

图。 3 Cu 的ty8天游官网登录 X 射线(Kα、Kβ、Lα)发射
入射(着陆)电压获得足够的ty8天游官网登录X射线强度的条件
为了产生ty8天游官网登录X射线,入射电子的能量必须等于或大于喷射内壳电子所需的最小值,称为吸收边。例如,Cu的K吸收边为8979 keV;因此,理论上,9 kV 或更高的入射(着陆)电压就足够了。然而,为了获得具有足够ty8天游官网登录X射线强度的光谱,通常将着陆电压设置为目标元素ty8天游官网登录X射线能量的两倍左右。对于 Cu,15 kV 的着陆电压足以获得 Kα 线的高强度光谱 (804 keV),如图 4 所示。图。图 5 展示了ty8天游官网登录 X 射线(Kα 和 Lα 线)的能量如何随原子序数增加。该图表明,15 kV 的着陆电压足以激发几乎所有元素的ty8天游官网登录 X 射线。对于由较轻元素组成的样品,可以通过将着陆电压降低至10 kV甚至5 kV来获得足够高强度的X射线光谱。因此,在元素分析中,根据样品的原子序数正确设置着陆电压非常重要。

图。 4 Cu-Kα 光谱强度对着陆电压的依赖性

图。 5 ty8天游官网登录 X 射线能量对原子序数的依赖性
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