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实验四 X射线能谱仪的结构、原理及元素分析

    Kevex-sigma Leve14型能谱仪。

    它是美国NORAN公司的产品。其分析范围:Be-U,分辨率:129电子伏特。

    1.工作原理

    能谱仪是目前较为理想的一种微区化学成分分析仪器。它在高能电子束照射下,样品原子受激发产生特征X射线是一种电子辐射,可以用两种方式描述。若将其看成连续的电磁振动,则它是具有固定波长的电磁波。每一种元素各有其特征X射线波长,并可利用已知晶面间距的分光晶体,根据布拉格公式予以测定,这就是X射线波谱分析。另一方面,还可以把X射线看成由不连续的光子组成的射线。光子能量E= hν式中:h—普朗克常数,ν—光子振动频率。特征X射线的光子有一定的振动频率,即具有一定的能量,而每一种元素的特征X射线能量不同。因此如果用某种探测器测出X射线光子能量,同样可以达到鉴定化学成分的目的。这就是X射线能谱分析。如图1所示

    图1 X射线能谱仪工作原理示意

    2.能谱仪结构

    作为微区化学成分的分析仪器,能谱仪在绝大多数情况下都是作为扫描电镜或透射电镜的附件使用的。因此,它同主机共有一个电子光学系统,可在分析样品表面形貌或内部机构的同时,探测感兴趣的某一微区的化学组成。

    按照各部件的功能,可将能谱仪分为:

    1)X射线信号检测系统;

    2)信号转换、分析及储存系统

    3)结果的输出及显示系统