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扫描电子显微镜

Scanning Electron Microscope

 
 
 
 
 

日志

 
 

扫描电镜应用之:X射线能谱分析领域内一些模糊观念  

2011-11-08 23:57:10|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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                                                            :驰奔 编辑        

1998年制订并发布的GB/T 17359-98“电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则”集国内外分析技术专家在这一领域的理论与实践经验,对X射线能谱定量分析制定了几个大的原则,并作为国家标准发布,该标准在多处严格限定了只有用标准试样作对比的定量分析结果才为定量分析结果。但是,十分遗憾的是,标准化技术在国内还尚未引起足够的重视。

(1)必须重新认识“无标样定量分析”。大量分析实践证明:X射线能谱无标样定量在多数情况下充其量只是半定量分析,无标样的理论计算本身有许多不足,且随着仪器使用年限的增加和参数的变化,其分析误差越来越大。事实上,目前几乎所有的X射线能谱厂家都不再推荐使用完全无标样定量分析程序,但是,其深远影响远远没有减小。

(2)必须准确对待“有标样图谱库的定量分析”。这里所指的标样图谱库是由仪器厂家在某一特定的扫描电镜和X射线能谱上用标准试样图谱库,用这样的标样库作定量分析,实际上可算作有标样分析,但不是直接使用标样,而是间接使用标样。这种定量分析只能在分析总量归一的前提下,可能获得较好的结果。由于各个实验室所使用的仪器和分析条件与厂家建库时用的仪器肯定有所不同,一般情况下也只能作为半定量结果,而不是定量分析。

(3)严格排除了能谱定量分析都是“归一”的做法。标准中规定了归一值均不能作为定量分析结果发布。

(4)严格强调了试样和标准试样的实时分析条件的一致性是保证定量分析结果正确性的关键。严格要求必须实现以下的要求:

a)    试样和标准试样表面需平坦;

b)    试样和标准试样表面不能镀金,只能镀碳;

c)    电子枪发射的高压电子束束流必须稳定,相当稳定度能达到千分之五,束流的大小最好能固定在每一个值,如10×10-9A;

d)    标样数据库最好使用实时测量的标准样数据库;

e)    试样和标准试样的工作距离误差越小越好;

f)     试样与标准试样的电子束高压、束流等工作条件完全相同。

事实上,长期以来,在电子探针与X 射线能谱仪联用的实验室多数执行了标准中所规定的要求,在一些实验室中,由于分析实践证明能谱的定量分析结果在许多情况下与电子探针分析结果相差甚远,几乎从来不用能谱进行定量分析。但在多数扫描电镜与X射线能谱仪联用的实验室里常常忽视了上述因素,特别是忽视了标准试样的使用。但愿这一情况将随着该标准的执行将会得到彻底改变。X射线能谱分析与电子探针中的波谱分析一样离不开标准试样。在X射线能谱分析中标准试样除了用于建立X射线标准图谱库外,还可用于检验各种定量分析的精度和准确度。这种检验实际上也可看作比对试验,是检验实验室质量保证体系中极为重要的一项工作。因为只有通过比对试验,才能检验分析结果的可靠程度。目前各X射线能谱仪厂家多数把无标样分析程序置于不太重要的位置,并首推各用户必须使用标准试样,先建立自己的X射线标准图谱库,然后进行定量分析,这就是多年实践的最好总结

此外,该标准中对于测量条件作了较多的严格限定。这将有助于多数扫描电镜实验室解决定量分析中的实际操作上的困难,实现与电子探针完全相似的定量操作,从而实现有真正标准试样的定量分析。所以,该标准方法的制订将使我国数百台X射线能谱仪的定量分析水平有所提高,发挥更为重要的作用。

我们的许多实践已经证明,有标样的真正的X射线能谱定量分析与电子探针定量分析相比,虽然有某些先天不足,但也有许多电子探针所不具备的优点。如在进行面、线常量元素(>1%)定量分析中,其结果可能比电子探针更理想。总之,一台实现了真正定量分析的X射线能谱仪,可大大地增加其功能和效益,甚至可以与电子探针相媲美。

从上述对X射线能谱定量分析标准的解读我们将不难看到,微束分析的每一个技术标准严格地规范了每一项分析测试工作,对于从整体上提高我国的微束分析技术水平将发生重要的、深远影响。
摘自:  电子探针和扫描电镜中成分分析的标准化技术研究 

周剑雄(中国地质科学院矿产资源研究所  北京 100037)

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