《X射线分析法(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X射线分析法(1)（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、X X射线分析法射线分析法(1)(1) X射线的主要分析方法X射线荧光光谱法 X射线衍射分析法X射线光电子能谱法X射线吸收法直接X射线法 X射线荧光光谱法什么是X射线荧光？ 当X射线照射物质时，除发生散射，衍射和吸收等现象外，还产生次级X射线，即荧光X射线，而把用来照射的X射线叫原级X射线。所以X射线荧光仍是X射线。 X射线荧光原理 当X X射线的能量使K K层电子激发产生光电子后，L L层电子便落入K K层空穴，这时能量E=EX-ELE=EX-EL以辐射形式释放出来，即KK射线，也就是荧光X X射线。X射线荧光分析法特点及应用特点：1）分析速度快;2）无损; 3）制样简单，式样形式多样化;
2、4）分析的元素范围广；5）分析准确度高。应用：依据发射的X X射线荧光 确定待测元素定性 （k,S是常数，Z为原子系数。所以只要测出了特征x射线的波长，就可以求出产生该波长的元素。即可做定性分析。） X X射线荧光强度定量 Ii=Is*Wi (Ii为谱线强度，Is为Is为Wi=100%时，该元素的荧光X射线的强度，Wi为试样中该组分的含量）X射线荧光光谱仪实物图固体样品和液体样品Be-U之间任何元素的分析 SST超尖锐陶瓷X光管256道DMCA多道分析器，2 秒测定一个元素 X X射线衍射分析法 德拜法（德拜德拜法（德拜-谢乐法）谢乐法） 照相法照相法 聚焦法聚焦法多晶体衍射方法多晶体衍射方法
3、 针孔法针孔法 衍射仪法衍射仪法 劳埃（劳埃（Laue）法）法单晶体衍射方法单晶体衍射方法 周转晶体法周转晶体法 四圆衍射仪四圆衍射仪 X X射线衍射方法劳厄法 使用 连续的X X射线照射晶体，得到所有晶面族反射的主极大。每个主极大对应一个亮斑( (劳厄斑) )。此法可定晶轴方向。 为了由劳厄相确定晶面方向，必须采用平面点来表示空间的方向极射投影图与晶面方向表示赤面点 球面点 球面点 晶面方向确定晶面方向 赤面点 球面点 晶面方向劳厄相图转换成极射赤面投影图 上述了极射赤面投影点确定晶面方向及晶面的夹角，怎样由劳厄斑点找出相应的投影点？ 如图： 粉末照相法的应用较为广泛，它可用于鉴定物粉末照相
4、法的应用较为广泛，它可用于鉴定物质，测定物相及其含量，用于点阵常数的精确测定，质，测定物相及其含量，用于点阵常数的精确测定，晶粒的大小及晶体中的微小的变化在衍射线的强度晶粒的大小及晶体中的微小的变化在衍射线的强度和位置中均有所反应，因此，粉末法已成为材料研和位置中均有所反应，因此，粉末法已成为材料研究领域中常用的实验手段。究领域中常用的实验手段。 根据相机构造的不同，粉末照相法可分为德拜根据相机构造的不同，粉末照相法可分为德拜 谢乐法、聚焦法、平面底片照相法（针孔法）谢乐法、聚焦法、平面底片照相法（针孔法）等，以德拜法的应用较为广泛。本实验即为德拜等，以德拜法的应用较为广泛。本实验即为德拜 谢
5、乐粉末照相法。谢乐粉末照相法。 X射线衍射方法射线衍射方法粉末粉末照相照相法法 以长条形底片卷成圆环来收集衍射谱以长条形底片卷成圆环来收集衍射谱线。样品必须是微小单晶组成的粉末，线。样品必须是微小单晶组成的粉末，X射线采用标识谱。射线采用标识谱。 衍射条件：衍射条件：2 d h k l Sin n X射线衍射仪法 n X射线衍射仪是广泛使用的X射线衍射装置。1913年布拉格父子设计的X射线衍射装置是衍射仪的早期雏形，经过了近百年的演变发展，今天的衍射仪如下面的图所示。n X射线衍射仪的主要组成部分有X射线发生器、测角仪、辐射探测器、记录单元和自动控制单元等，其中测角仪是仪器的中心部分。 X射线
6、光电子能谱法 一种表面分析技术，即用一个探束（电子、光子、离子等）入射到样品表面，在两者相互作用时，从样品表面发射及散射电子、离子、原子或分子、光子等。检测这些粒子的能量、荷质比、粒子数强度（计数/s）等，就可以得到样品表面信息。 研究表明，每种元素的原子各个能级对应一个特征峰；每种元素的原子都有1、2个代表自己的最强特征峰，其为该元素的主峰；各种元素的最强特征峰很少重叠。因此可以根据最强特征峰出现的位置进行元素定性分析。 利用XPS谱图鉴定物质成分：利用某元素原子中电子的特征结合能来鉴别物质。自旋-轨道偶合引起的能级分裂，谱线分裂成双线（强度比），特别对于微量元素： 对于P1/2和P3/2的
7、相对强度为1:2，d3/2和d5/2为2:3，f5/2和f7/2为3:4；下图是Si的2P电子产生的分裂峰(1:2):利用俄歇化学位移标 识谱图鉴定物质：如：如：CuCu与与CuOCuO的化学位移为的化学位移为0.4eV0.4eV Ag Ag与与AgAg2 2SOSO4 4化学位移为化学位移为0.1eV0.1eV而对它们来说俄歇化学位移相当大。而对它们来说俄歇化学位移相当大。2P2P1/21/22P2P3/23/21051059595电子结合能（电子结合能（电子结合能（电子结合能（eVeV）Si 2pSi 2p XPS 的特点：可以分析除H和He以外的所有元素。相邻元素的同种能级的谱线相隔较远
8、，相互干扰较少，元素定性的标识性强。能够观测化学位移，化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。化学位移信息是利用XPS进行原子结构分析和化学键研究的基础。可作定量分析，即可测定元素的相对浓度，又可测定相同元素的不同氧化态的相对浓度。是一种高灵敏超微量表面分析技术，样品分析的深度约为20，信号来自表面几个原子层，样品量可少至10-8g，绝对灵敏度高达10-18g。X射线吸收法原理： N为经样品吸收后的X射线计数，N0为未经样品吸收前的X射线计数， 1为材料线吸收系数，m为材料质量吸收系数，x为材料样品厚度。 对特定样品，密度仅与样品厚度相关。特定材料的质量吸收系数可从文献查得。只要用Si（L
9、i）谱仪测量泡沫材料吸收前后的射线计数即可精确计算样品密度。 低能X射线吸收计数法作为一种材料密度测量方法，装置简便，测量精度较高。密度测量值的不确定度来源主要为样品厚度测量误差及X射线计数稳定性。泡沫吸收前后X射线强度比较实线吸收后的能谱线曲线吸收前的能谱线直接X射线法 用一定能量的X射线扫描样品时，X射线的透射率随样品的密度而变化。 （r）为样品r处的微密度，I0,I（r）为入射和透过样品的X射线强度，v为X射线在样品中的质量衰减系数，t为样品厚度，为样品平均密度，为X射线发散角，n为测量点数。H、He元素的分析手段发射光谱法 依据物质被激发发光而形成的光谱来分析其化学成分。使用不同的激发
10、源而有不同名称的光谱法。如用高频电感耦合等离子体(ICP)作激发源,称高频电感耦合等离子体发射光谱法；如用激光作光源，称激光探针显微分析。原子吸收光谱法 基于待测元素的特征光谱，被蒸气中待测元素的气态原子所吸收，而测量谱线强度减弱程度（吸收度）求出样品中待测元素含量。应用较广的有火焰原子吸收法和非火焰原子吸收法，后者的灵敏度较前者高45个数量级。 原子荧光分光光度法 通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生的荧光发射强度来测定待测元素。 离子探针微区分析 微区直径约15m，深度约几十埃，可进行扫描分析，几乎可分析所有的元素。 质谱分析 具有高鉴别及检测能力，可以分析所有元素。火花源质谱适于测定痕量元素。 放射化学分析 有中子活化法、光子活化法、带电粒子活化分析法等。 荧光分光光度法 对某些元素具有较高的灵敏度和选择性。结束结束
