島津企業管理(中國)有限公司
軔致輻射對 EPMA測試結果的影響及應對
檢測樣品:合金試樣
檢測項目:背景信號分析
方案概述:軔致輻射所產生的X射線信號由于原理本身而并不能在檢測器端屏蔽,其必然會疊加到元素測試所使用的特征×射線信號的檢測,對結果分析產生干擾,甚至會使結果產生嚴重的假象數據,誤導分析人員。本文探討了超輕元素和微量元素測試中軔致輻射所產生的信號對測試結果的影響,以及在測試之前如何發現和規避這方面的干擾,結合島津電子探針軟件中的功能并綜合運用多種分析方法,給出了背景信號分析的應對解決方案。
電子探針顯微分析儀 EPMA使用聚焦加速的電子束作為激發源,照射到試樣上,可以從試樣中激發一系列不同類型的信號。使用不同的檢測器采集這些信號,即可以對試樣的形貌特征、元素種類及含量等進行測試分析。
電子探針 EPMA 主要用于微區的元素分析,其采集分析的信號是特征X射線。各元素的原子受電子束的激發,使處于較低能級的內殼層電子電離,整個原子呈不穩定的激發態,較高能級上的外層電子便會自發地躍遷到內殼層空位,同時釋放出多余的能量,使原子回到基態,這部分能量可以以X射線光子的形式釋放出來。對于任一原子而言,各能級之間的能量差都是確定的,因此,各原子受激發而產生的X射線的能量或波長也都是確定的。這種能量或波長確定的X射線稱為特征 X射線。
除了特征X射線,還有一類會形成背景噪音信號的X射線,稱為連續X射線,其源于軔致輻射原理而產生。
軔致輻射(Bremsstrahlung Radiation),又稱為剎車輻射或制動輻射(BrakingRadiation),是指高速運動的電子驟然減速所產生的輻射。電子探針EPMA的激發源入射電子在接近原子核時與原子核的庫侖場相互作用,電子的運動方向發生偏轉,并急劇減速,釋放的能量轉換為X射線光子從試樣中逃逸出去,就會產生這種輻射。軔致輻射產生的X射線譜一般都是連續的,形成能量分布從零到入射電子能量的非特征X射線光子,這是由于在原子核電磁場作用下,電子束的速度是連續變化的,所以又稱為連續輻射(Continuous Radiation)。連續X射線會在 EPMA測試過程中混雜于特征 X射線之中,形成背景噪音信號,對 EPMA 的分析造成一定的影響。
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