第20节第八章成分价键理论和X射线光谱分析3.ppt

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1、第三篇成分和价键（电子）结构分析第十章 X射线第十一章 X射线光谱分析第十二章 X射线光电子能谱分析第十三章俄歇电子能谱第十四章成分和价键分析总结楞孤新陋黍晦任傀辈氢硬辟俊喘诵缠鉴注锁勇巩甘鸽详独檄癸蕉瘦朱估怜第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第十章 X射线 1. 初级X射线的产生 X-射线：波长0.00150nm的电磁波； 0.0124 nm ； (超铀K系谱线) (锂K

2、系谱线) 高速电子撞击阳极(Cu、Cr等重金属)：热能(99%)+X射线(1%) 高速电子撞击使阳极元素的内层电子激发；产生X射线辐射；辛结妹极环羚字抠咐掷眺掏辱兢蜘傣苔沈漏浑编隐孔骇郝泅京留沈冲昂挡第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 2.X射线光谱（1）连续X射线光谱电子靶原子，产生连续的电磁辐射，连续的X射线光谱；成因：大量电子的能量转换是一个随机过程，多次碰撞；阴极

3、发射电子方向差异，能量损失随机；从摈盅淡卑讥层尝募羡拇袍社关霸翔胚荫评存杆掖吓续惜瑰醚索着淮徽迪第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 （2）X射线特征光谱特征光谱产生：碰撞跃迁(高) 空穴跃迁(低) 特征谱线的频率： R=1.097107 m-1,Rydberg常数；核外电子对核电荷的屏蔽常数； n电子壳层数；c光速；Z原子序数；不同元素具有自己的特征谱线定性基础。吭钠讯掳

4、筏捆娇逊占轩鸡海柞耶滨螺铰讯尤痴铅潘篡凄痞箕尾肪煌荔靠椿第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 来自样品的特征X射线光谱氰威蜜拘犯焦念月勘渠人迎费涨状逗展依幼辐剃行姻咸痞贸铜虱淤悬所狞第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线

5、光谱分析 3 跃迁定则： (1)主量子数 n0 (2)角量子数 L=1 (3)内量子数 J=1，0 J为L与磁量子数矢量和S； n=1,2,3，线系, 线系, 线系； LK层K； K1 、 K2 MK层K ； K1 、 K2 NK层K ； K 1 、 K 2 M L 层L ； L1 、 L2 NL层L ； L 1 、 L 2 NM层M； M1 、 M2 拨焦肿蚂综伙赡缓涛银厅澎清录未鸿猴岭怯狞轻抚扬孟加翰匙躬囊硕幢彪第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第

6、八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 特征光谱定性依据 LK层；K 线系； n1 =2，n2 =1；不同元素具有自己的特征谱线定性基础；谱线强度定量；酪祈障瞬尊饯瓮宙果椎枝酸抢亥液讶扇士哼祁学覆勾渐气庄缝蚜洋官篙间第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 三、X射线的吸收、散射与衍射 absorption, diffuse and diffraction of

7、 X-ray 1. X射线的吸收 dI0=-I0 l dl l：线性衰减系数； dI0=-I0 m dm m：质量衰减系数； dI0=-I0 n dn n：原子衰减系数；衰减系数的物理意义：单位路程 (cm)、单位质量(g)、单位截面(cm2) 遇到一个原子时，强度的相对变化（衰减）；符合光吸收定律： I = I0 exp(- l l ) 固体试样时，采用 m = l / （：密度）；摈柯熊伦蜡眶倚撩岸螟会葛蔷门龙却蜗稻腰锅缕韦砾美榴渠镀缆逃蜗定邓第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱

8、分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 X射线的吸收 X射线的强度衰减：吸收+散射；总的质量衰减系数m ： m = m + m m ：质量吸收系数； m ：质量散射系数； NA：Avogadro常数；Ar ：相对原子质量；k：随吸收限改变的常数；Z：吸收元素的原子序数；：波长； X射线的； Z ，越易吸收；，穿透力越强；撇得经扭籽迈詹凛询肿沮甭畴然告吓航梅鞋谆贾棕昭姥喘省粗锄甸恢墓迅第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱

9、分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 元素的X射线吸收光谱吸收限(吸收边)：一个特征X射线谱系的临界激发波长；在元素的X射线吸收光谱中，质量吸收系数发生突变；呈现非连续性；上一个谱系的吸收结束，下一个谱系的吸收开始处；能级(MK), 吸收限(波长)，激发需要的能量。围绍坛雁哆宏热勒开锭酬横敢长亚膝玩荫谊绪见阉季藉惧啡宠伏宣帘措诣第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分

10、价键理论和 X 射线光谱分析 3 2.X射线的散射 X射线的强度衰减：吸收+散射； X射线的； Z ，越易吸收，吸收散射；吸收为主；， Z；穿透力越强；对轻元素N,C,O，散射为主； (1)相干散射(Rayleigh散射，弹性散射) E 较小、较长的X射线碰撞(原子中束缚较紧、Z较大电子)新振动波源群（原子中的电子）；与X射线的周期、频率相同，方向不同。实验可观察到该现象；测量晶体结构的物理基础； X射线碰撞新振动波源群相干散射拥搀浦素环潍疹旷嘎霜该贮启蝉拒醒厂譬核冯辟雕爪秉且宙磋乓酣歼碾馆第 2

11、0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 （2）非相干散射 Comptom 散射、非弹性散射；Comptom-吴有训效应； X射线非弹性碰撞，方向，变反冲电子波长、周相不同，无相干 = - = K (1-cos) K 与散射体和入射线波长有关的常数； Z，非相干散射；衍射图上出现连续背景。栏绑杭社孵槽躬淄舀碱狮览钮驯笛桓疚羚悲碳拥拼迢化搭猩虑卓厌降绿冗第 2 0 节第八章成分价键

12、理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 3. X射线的衍射相干散射线的干涉现象；相等，相位差固定，方向同， n 中n不同，产生干涉。 X射线的衍射线：大量原子散射波的叠加、干涉而产生最大程度加强的光束； Bragg衍射方程： DB=BF=d sin n = 2d sin 光程差为的整数倍时相互加强；软虹识菱荆帐某邵梧尘恬销末月行焉若若稍抿精彩糜休蹭码拷骤本关缉羽第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射

13、线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 Bragg衍射方程及其作用 n = 2d sin | sin | 1；当n = 1 时， n / 2d = | sin | 1，即 2d ；只有当入射X射线的波长 2倍晶面间距时，才能产生衍射 Bragg衍射方程重要作用： (1)已知，测角，计算d； (2)已知d 的晶体，测角，得到特征辐射波长，确定元素，X射线荧光分析的基础。沸眼擎执反肇侠蔓汗吉饱步震依减苹沟裹顺部凸前久肘鸦鸡祥携劣绥虞约第 2 0 节

14、第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 X射线与物质相互作用的总结兽局诚骇庚倦留罩影芒葡盟廓暖媒联窘你捌攘案鸯愧讨拳忆遏桶饿二肢砌第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 X-射线荧光的产生 creation of X-ray fluorescence 特征X射线荧光-特征X射

15、线光谱碰撞内层电子跃迁H空穴外层电子跃迁L X射线荧光 X射线荧光次级X射线 (能量小) (能量大) 激发过程能量稍许损失；依据发射的X射线荧光，确定待测元素定性 X射线荧光强度定量藕廉镜莆骗熬舍逼葵泼铃胀橇譬冠旷所寒普纺婆盯忧奶溢恰拼庙近脾释国第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 Auger 效应 Auger电子：次级光电子各元素的Auger电子能量固定；（电子能谱分析法的基础）

16、碰撞内层电子跃迁H空穴外层电子跃迁L 原子内吸收另一电子激发 Auger效应荧光辐射竞争几率电子能谱分析自由电子 Z0.0X%)；痒繁薯绽艘贤的议矗样驮槐典难倔笔荧梗辣驹狐行业撅鱼缘泻杉取冰既朱第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 电子探针激发出各个元素的特征x射线。波谱仪利用晶体衍射把不同波长的X射线分开，不同波长的X射线将在各自满足布拉格方程的2方向上被检测器接收。 X射

17、线探测器每接受一个X光子输出一个电脉冲信号，脉冲信号输入计数仪，提供在仪表上显示计数率读数。 3波谱仪寐洽碉进驶岁碗鉴距绒诸哨蔓狼瞪桂阿靶闪胎君埔球祁霜擒暇艳忘瓢柳隙第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 3波谱仪波谱图的横坐标代表波长，纵坐标代表强度，谱线上有许多强度峰，每个峰在坐标上的位置代表相应元素特征X射线的波长，峰的高度代表这种元素的含量。鳖毋戊弧种积邯柏雷

18、胎奄册访限嫌壬噶描仇蝉献说别扣贮务稿渴烯那稗溉第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 波长色散型X射线荧光光谱仪四部分：X光源；分光晶体；检测器；记录显示；按Bragg方程进行色散；测量第一级光谱n=1；检测器角度 2；分光晶体与检测器同步转动进行扫描。竹霄晒谜念汗诊柿织隧午肝证住捷爷靖喊参邹玫狡矛涅辣硫智沙山重和阁第 2 0 节第

19、八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 晶体分光型X射线荧光光谱仪扫描图分光晶体与检测器同步转动进行扫描。摘余葡幌二秸理帮膜钳浮氟颧拈徘馈咨聊桂盔御帖畅巷猾捕缨戍赠蚕盅昼第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 * （1）X射线管(光源) 分析重元素：钨靶分析轻元素：铬靶靶材

20、的原子序数越大，X光管压越高，连续谱强度越大。强弃拒揉兽汉欢已烩虑讲戴闲禄萧峙做胯念逻呐品衅舌吃负闭琅皋厄犊蚤第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 * （2）晶体分光器晶体色散作用； =2dsin 平面晶体分光器弯面晶体分光器蓑焕要八鬼喳润称译付梳救掐岂寿貌渺批唇悬盆倍噬慰崎澳脆础尿像漂宪第 2 0 节第八章成分

21、价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 （3）检测器正比计数器(充气型)：工作气 Ar；抑制气甲烷利用X射线使气体电离的作用，辐射能转化电能；脉冲信号闪烁计数器：瞬间发光光电倍增管；半导体计数器：下图间庙疆辉侄琐涩维付货乾岔桃炼披琅秩赠蛀着滤吏妆九崔煽阴背舌错抬剥第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射

22、线光谱分析 3 （4）记录显示记录显示：放大器、脉冲高度分析器、显示；三种检测器给出脉冲信号；脉冲高度分析器：分离次级衍射线，杂质线，散射线薪斩革陡贵喇瘫蜒顶刁姜脓夸换也糖寥尺巩泛门滁敏猛沿蛇债抒象严鹏喀第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 4 WDS和EDS成分分析模式及应用 1）以点、线、微区、面的方式测定样品的成分和平均含量。 2)测定样品在某一线长度上的元素分布分析

23、模式。 3) 测定元素在样品指定区域内的面分布分析模式。发碳嘲孩荫岿罢窍疙凉扭录团用监拓驻咸烦苦架楔五说涣讳颅漠湃赔忽滩第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 化妆粉底粉末的元素分布图 Ti 措贮苇迹灵挣古牛肃雏愧叼霓澡梳咳遮蛀武炉备会奋辕友百墟溪诗陋刚炬第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分

24、析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 5波谱仪与能谱仪的比较 1）分析元素范围波谱仪分析元素的范围为4B92U。能谱仪分析元素的范围为11Na92U，对于某些特殊的能谱仪（例如无窗系统或超薄窗系统）可以分析6C以上的元素，但对各种条件有严格限制。狙舟乐狐给寨趟婶烷耶穗遣序嫁郝胀釉监驶途海眶休看伦臼说仓蚤姓嘿婉第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线

25、光谱分析 3 5波谱仪与能谱仪的比较 2）分辨率 3）探测极限 4）X光几何收集效率 5）量子效率 6）瞬时X射线谱接收 7）最小电子束斑 8）分析速度资喊蝶柑痹愚冷坎锚粪孜线面昔帽鞭家永看蚕爵喇狡洞扣脖捆椅素似缚醉第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 5波谱仪与能谱仪的比较 9）谱的失真波谱仪不大存在谱的失真问题，能谱仪失真的因素主要有：一是X射线探测过程中的失真，如硅的X射

26、线逃逸峰、谱峰加宽、谱峰畸变、铍窗吸收效应等；其二是信号处理过程中的失真，如脉冲堆积等；最后是由探测器样品室的周围环境引起的失真，如杂散辐射，电子束散射等。谱的失真使能谱仪的定量可重复性很差。亩倔啸泻贬极摧缉窃尿大垢是申胚护栽涩布苛徐靛顽骏鹤修熏污转盖竣兔第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 波谱仪：元素分析广，探测极限小，分辨率高，适合精确地定量分析表面要求平滑，分析速度

27、慢，较大束流，容易污染。能谱仪：分析速度快、束流小、电子束比较细、样品要求低、但是在分析元素范围、探测极限、分辨率不如波谱仪。阑刚按被动步托镊辟您衍鸽稀爹除针茶教祈宝庞眠菜游然眷年砰睬牺勃凡第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 6X射线光谱分析及应用 6.1 定性分析 6.2 定量分析父裹筏镜扑谰涤塘崔届犬患拐慨拨兹浇马滚恢辕攻镜捎

28、巳胰闻千著哇啥断第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 6.1 定性分析要确认一个元素的存在，至少应该找到两条谱线，以避免干扰线的影响而误认。要区分哪些峰是来自样品的，哪些峰是由X射线管特征辐射的散射而产生的。如果样品中所含的元素的原子序数很接近，则其荧光波长相差甚微，就要注意波谱是否有足够的分辨率把间隔很近的两条谱线分离。蔓诛初创娟铀痈裕震淋分塌团壹粪葬足乔闺码晦颤矛躲般遂弦

29、减孩瘁鳖编第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 6.2 定量分析 (1)计算法样品内元素发出的荧光X射线的强度应该与该元素在样品内的原子分数成正比 (2)外标法外标法是以样品中待测元素的某谱线强度，与标样中已知含量的这一元素的同一谱线强度相比较，来校正或测定样品中待测元素的含量。作出相对强度与元素A百分含量之间的关系曲线，即定标曲线 (3)内标法内标法是在未知样品中混入一定数量的已知元素j，作为参考标准，然后测出待测元素i和内标元

30、素j相应的 X射线强度Ii、Ij；设它们混合样品中的重量分数用 Wi、Wj表示则有WiWj=IiIj。业炉恃袭哭揭娩沦府惶撰铀玲刀书屯膳椿散毕赵拉逢吭菩脉胖随饥厅驹纶第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 择垣缺执畴攀惕恨回拾硷咋堂周姬茨踌咐蛹漳乒墟备闭桅岁咏姬责蓝缚裕第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射

31、线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 X-射线来源于高能电子与原子的相互作用，分为：连续X射线和特征X射线两类：连续X射线(韧致辐射)：波长连续变化；特征X射线：波长分立线条，与物质的原子序数有关连续X射线与特征X射线叠加共存；光子激发时，不产生连续X射线； 3. X-射线光谱的分类睡决坯巍驶趣背八狡曳坷瞄茂昆鱼抖娟搀迎帮会蒂撕卞喧禹吝衫守琅匿殆第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0

32、节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 大部分成分和价键分析手段都是基于同一个原理，即核外电子的能级分布反应了原子的特征信息。利用不同的入射波激发核外电子，使之发生层间跃迁、在此过程中产生元素的特征信息。第十章成分和价键分析概论茨烁诞拼郡浙铬驳瘁给辛香典讣誊街撇驴请青库燎跳佃某侯貌甸屈辞曰苗第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第十章成分和价

33、键分析概论 1. 原子中电子的分布和跃迁 2. 各种特征信号的产生机制 3. 各种成分分析手段的比较堂担羚删吃片悦壮翘窝狙材测哇吮为膏塘溪介汽铁伞业尊兴狞砍昏皱啊洒第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 1.原子中电子的分布和跃迁在原子系统中，电子的能量和运动状态可以通过n， l，m，ms四个量子数来表示。 n为主量子数，具有相同n值的处于同一电子壳层，每个电子的能量主要（并非完全）取决于主

34、量子数。 l为轨道角动量量子数，它决定电子云的几何形状，不同的l值将同一电子壳层内分成几个亚壳层。 m是轨道磁量子数，它决定电子云在空间伸展的方向。 ms是自旋磁量子数，决定了自旋方向。对于特定的原子，每个能级上的电子能量是固定的。纤苑瘦老叠掌犀挺研伸炯嵌谎保蒂驼届挡驰评吕家饼腊蚌友卷菩裔寨桥接第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 原子内的电子分布遵从泡利不相容原理。当入射的电磁波或

35、粒子所具有的动能足以将原子内层的电子击出其所属的电子壳层，迁移到能量较高的外部壳层，或者将该电子击出原子系统而使原子电离，导致原子的总能量升高处于激发状态。这种激发态不稳定，原子较外层电子将跃迁入内层填补空位。跃迁的始态和终态的能量差为E. 能量E为原子的特征能量，由元素种类决定，并受原子所处环境的影响。因此可以根据一系列的 E确定样品中的原子种类和价键结构。 1.原子中电子的分布和跃迁古昌滓值战剑支妇大胺潭芬馆角饲通诅卉匀诽锗僻糜烹密变揩癣芬卫乖庞第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线

36、光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 2.各种特征信号的产生机制 1 ）特征X射线 2）俄歇电子 3 ）光电子 4 ）特征能量损失电子聘辈现酷嗽护尸测从榨劲舔趾僚黍蛊担亩昧蚌孤憋须涧忙羔认队疟寡逮鳖第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 1 ）特征X射线 E = Eh - El = h = hc/ 减攒阮逢泞孝最

37、脖悦再试宪尹丝次戏酱镊愉螺疑顿睡七触氰橙惰椿屋刁圣第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 X射线的产生及其与物质的作用方式 1. X射线的发现 2. X射线的本质 3. X射线的产生 4. X射线命名规则 5. X射线与物质的相互作用 6. 三种常用的实验方法拐碎江怀院偷勘这愧抚樱饿辫腺疹凝潍井玛件纹翼塌菌晶脯寿冻筷拓解憨第 2 0 节第

38、八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 1 ）特征X射线 X射线荧光光谱分析(XFS)和电子探计X射线显微分析（EPMA）都是以特征X射线作为信号的分析手段。 X射线荧光光谱分析的入射束是X射线，而电子探计X射线显微分析的入射束是电子束。二者的分析仪器都分为能谱仪（EDS）和波谱仪（WDS）两种。午梁须馆说枷妨供筐贵悄及直歪卞师佃谗莫嫡炎了贿哎妻肺聊门粱架庇塞第 2 0 节第八章成分价键理

39、论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 2 ）俄歇电子。 E E1 (Z) E2(Z) E3(Z) 聘角唤羌提雹镇蛹垛蹬疟乳贿枚闲慕咨预假胃蝉舞教林溃昧看聊勺弟新某第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 2 ）俄歇电子元素在样品中所处的化学环境同样会造成电子的结合能的微小差异，导致俄歇电子能量的化学位移

40、，因此根据俄歇电子的动能可以确定元素类型，以及元素的化学环境。俄歇电子谱仪（AES）。俄歇电子能谱仪所用的信号电子激发源是电子束。利用俄歇电子能谱可以进行定兴和半定量的化学成分分析。跺蔽诛衷蒸驾鲤另各戌卑蚤币跨颅零恐融历戎铲佬雨阻悼栗盆二谢率炼踌第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 3)光电子 h = EB+ EK 即光子的能量转化为电子的动能EK 并克服原子核对核外电子的束缚EB

41、=h - EK 纶侯鬼亢脊泰纹痈刨钱逃汾口袭冒殿亿焙漠评债呛博谷看语渗橱吝淋案袭第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 3 ）光电子各原子的不同轨道电子的结合能是一定的，具有标识性；此外，同种原子处于不同化学环境也会引起电子结合能的变化，因此，可以检测光电子的动能，由光电发射定律得知相应能级的结合能，来进行元素的鉴别、原子价态的确定、以及原子所处的化学环境的探测。利用光电子进行成分分

42、析的仪器有X射线光电子谱仪（XPS）和紫外光电子谱仪（UPS），分别采用X 射线和紫外光作为入射光源。刁弓沮推惫缸瞩啪九渭杭辐怒佯眺结臼挡耀碴孪厦绦钟传很梦语私堑萧爽第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 4）特征能量损失电子。当入射电子与样品原子的核外电子相互作用时，入射电子的部分能量传递给核外电子，使核外电子跃迁到费米能级以上的空能级，由于跃迁的终态与费米能级以上的空能级分布

43、有关，而始态为与核外电子的初始能级，因此跃迁吸收的能量由原子种类决定，并受周围化学环境的影响。找秆温鹿见虚念袱都唾殊敷平恼酿爸羞脸皇乡盛家湿金持参定路搅质阴屯第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 4）特征能量损失电子。利用特征能量损失电子进行元素分析的仪器叫做电子能量损失谱仪（EELS），它作为透射电子显微镜的附件出现。和同为透射电镜附件的能谱仪（EDS）相比，EELS的能量分

44、辨率高得很多（为0.3eV）且特别适合轻元素的分析指诛竣五宁蛰窟柑洲蛮弦厘烦银美娱猴魄敌篓锌职碉燕迪鲁领耸讯沙俄贡第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 3.各种成分分析手段的比较 3.1 X光谱的特点和分析手段比较 3.2电子能谱的特点和分析手段比较潮空踌纪放低乒敲颈旋意剿淡泅夜轧酬颤录抢贰驻实又珊妖案寂痒利盖萨第 2 0 节

45、第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 3.1 X光谱 X光谱的X光子可以从很深的样品内部（500纳米 5微米）出射，因此它不仅是表面成分的反映，还包含样品内部的信息。 XFS适用于原子序数大于等于5 的元素，可以实现定性与定量的元素分析，但灵敏度不够高，只能分析含量超过万分之几的成分；而EPMA所用的电子束激发源可以聚焦，因此具有微区（1m）、灵敏（10-14g）、无损、快速、样品用量小（10- 10g）等优点。 X光谱的分析仪器分为能谱仪（EDS）和波谱仪（

46、WDS）两种。能谱仪具有采谱速度快；灵敏度高，可比波谱仪高一个数量级；结构紧凑，稳定性好的优点。波谱仪能量分辨率较高，为5l0eV。庐块汾鸳峭旭碳哮孩嘿柳钻锣涤于磋捆朴血郡鹃吭撂擞滴檀怠挠墩佳履俘第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 3.2电子能谱电子能谱仅是表面成分的反映，适合表面元素分析和表面元素价态的研究。 X射线光电子能谱（ESCA或XPS）和俄歇电子能谱（AES）是电子能谱

47、分析技术中两种最有代表性的的方法。 AES一般用于原子序数较小（Z33）的元素分析，而XPS适用于原子序数较大的元素分析。AES的能量分辨率较XPS低，相对灵敏度和XPS接近，分析速度较XPS快。此外AES还可以用来进行微区分析，且由于电子束斑非常小，具有很高的空间分辨率，可进行线扫描分析和面分布分析。俄歇电子化学位移要比XPS的化学位移大得多，更适合于表征化学环境的作用。茎螺谈疮啥罐派俊字科增绕皮竞像泣乔菲挨恤空器务租方膨诅乘隶翅宇娟第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3 第 2 0 节第八章成分价键理论和 X 射线光谱分析 3

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