Jump to content

Волново-дисперсионная рентгеновская спектроскопия

Волново-дисперсионная рентгеновская спектроскопия
Акроним ВДКСС
WDS
Классификация Спектроскопия
Аналиты Элементы в твердых телах, жидкостях, порошках и тонких пленках.
Производители Антон Паар , Bruker AXS , Hecus, Malvern Panalytical, Rigaku Corporation , Xenocs, CAMECA , JEOL , Oxford Instruments
Другие методы
Связанный Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия

Рентгеновская спектроскопия с дисперсией по длине волны ( WDXS или WDS ) — это метод неразрушающего анализа, используемый для получения элементарной информации о ряде материалов путем измерения характеристических рентгеновских лучей в небольшом диапазоне длин волн. Этот метод генерирует спектр , в котором пики соответствуют конкретным рентгеновским линиям, и элементы можно легко идентифицировать. WDS в основном используется в химическом анализе, рентгеновской флуоресцентной с дисперсией по длине волны (WDXRF) спектрометрии , электронных микрозондах , сканирующих электронных микроскопах и высокоточных экспериментах для проверки физики атома и плазмы.

Рентгеновская спектроскопия с дисперсией по длине волны основана на известных принципах того, как характеристические рентгеновские лучи генерируются образцом и как рентгеновские лучи измеряются.

Генерация рентгеновского излучения

[ редактировать ]
Взаимодействие электронного пучка с образцом, рентгеновские лучи являются одним из возможных продуктов.

Рентгеновские лучи генерируются, когда электронный луч достаточно высокой энергии выбивает электрон с внутренней орбитали внутри атома или иона, создавая пустоту. Эта пустота заполняется, когда электрон с более высокой орбитали высвобождает энергию и падает вниз, чтобы заменить вытесненный электрон. Разница в энергии между двумя орбиталями характерна для электронной конфигурации атома или иона и может использоваться для идентификации атома или иона. [1]

Рентгеновское измерение

[ редактировать ]

Согласно закону Брэгга , когда рентгеновский луч с длиной волны «λ» падает на поверхность кристалла под углом «Θ», а плоскости атомной решетки кристалла находятся на расстоянии «d» друг от друга, то конструктивная интерференция приведет к образованию луча дифрагированных рентгеновских лучей, которые будут испускаться из кристалла под углом «Θ», если

nλ = 2d sin Θ, где n — целое число . [1]

Это означает, что кристалл с известным размером решетки будет отклонять луч рентгеновских лучей от образца определенного типа на заранее определенный угол. Рентгеновский луч можно измерить, поместив детектор (обычно сцинтилляционный счетчик или пропорциональный счетчик ) на пути отклоненного луча, и, поскольку каждый элемент имеет определенную длину волны рентгеновского излучения, несколько элементов можно определить, имея несколько кристаллы и несколько детекторов. [1]

Для повышения точности рентгеновские лучи обычно коллимируются параллельными медными лезвиями, называемыми коллиматорами Зеллера . Монокристалл, образец и детектор устанавливаются точно на гониометре с расстоянием между образцом и кристаллом, равным расстоянию между кристаллом и детектором. Обычно он работает в вакууме, чтобы уменьшить поглощение мягкого излучения (фотонов низкой энергии) воздухом и, таким образом, повысить чувствительность обнаружения и количественного определения легких элементов (между бором и кислородом ). Этот метод генерирует спектр с пиками, соответствующими рентгеновским линиям. Его сравнивают с эталонными спектрами для определения элементного состава образца. [2]

По мере увеличения атомного номера элемента появляется больше возможных электронов на разных энергетических уровнях, которые могут быть выброшены, что приводит к образованию рентгеновских лучей с разными длинами волн. Это создает спектры с несколькими линиями, по одной для каждого энергетического уровня. Самый большой пик в спектре обозначается Kα , следующий Kβ и так далее.

Приложения

[ редактировать ]

Приложения включают анализ катализаторов, цемента, продуктов питания, металлов, проб горнодобывающей промышленности и минералов, нефти, пластмасс, полупроводников и древесины. [3]

Ограничения

[ редактировать ]
  • Анализ обычно ограничивается очень небольшой областью образца, хотя современное автоматизированное оборудование часто использует сетку для более крупных областей анализа. [3]
  • Методика не позволяет различать изотопы элементов, поскольку электронная конфигурация изотопов элемента идентична. [4]
  • Он не может измерить валентное состояние элемента, например Fe. 2+ против Фе 3+ . [4]
  • некоторых элементах линия Kα может перекрывать линию Kβ другого если присутствует первый элемент, второй элемент не может быть надежно обнаружен (например VKα , В перекрывает TiKβ элемента, и, следовательно , ) . [4]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с «Закон Брэггса» . Геохимические приборы и анализ . 10 ноября 2016 года . Проверено 14 сентября 2020 г.
  2. ^ «Введение в энергодисперсионный и длинноволновой рентгеновский микроанализ» . Уайли Аналитическая наука . 14 сентября 2020 г. Проверено 14 сентября 2020 г.
  3. ^ Перейти обратно: а б «ЭРФА – РФА – Элементный анализ» . Прикладная компания Rigaku Technologies Inc. Проверено 14 сентября 2020 г.
  4. ^ Перейти обратно: а б с «Длинно-дисперсионная спектроскопия (ВДС)» . Геохимические приборы и анализ . 10 ноября 2016 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 55587be1218e0a5e4e366b94cf86163d__1690989720
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/55/3d/55587be1218e0a5e4e366b94cf86163d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Wavelength-dispersive X-ray spectroscopy - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)