Диссертация (1024920), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Неточность массовых коэффициентов ослабления больше всего сказывается вблизи областей краев поглощения. Поэтому возможности уточнения коэффициентов μ до сих пор являетсяпредметом исследований, в том числе и в КРСМА [72, 83, 141-148].Одним из таких случаев является поглощение Lα -линии серебра в золоте.Для сравнения предлагается использовать следующие значения μ: 1957,8 (предложенного в работе [2, 150]), 2500, 2940 и 3500 [см2/г] соответственно. На Рисунке 4.5 представлен график зависимости относительной интенсивности47AgLα -линии при E0 = 30 кэВ для серии образцов бинарного сплава Ag-Au и данные экспериментальных измерений этой интенсивности [149].
Четыре кривыеаппроксимируют полученные значения интенсивности РХИ в виде С/k (С –концентрация элемента). Причем предпоследнее значение коэффициента μ наилучшим образом согласуется с экспериментальными данными работы [142].913.532.535002940С/k250021957,81.510.10.30.50.70.9СAgРисунок 4.5. Зависимость отношения истиной весовой концентрации Ссеребра в сплаве к рассчитанному значению приведенной интенсивности 47AgLα - линии k = Iрхлобр./Iрхлэт. (сплошные кривые) и к экспериментально измеренному в [2] значению k = Iрхлобр./Iрхлэт. (кружки)Для реализации расчетов были апробированы полученное выражение дляматричной поправки на поглощение FА первичного излучения (3.1) и обратноерассеяние электронов FВ (3.5) совместно с поправкой на тормозную способность Fs вещества представленной в работах [151, 152].
Интенсивность регистрируемого первичного излучения элемента X в образце выражена как:92Faобр Fbобр ( Aобр / Zобр )I обробрC I этFaэт Fbэт ( Aэт / Zэт )(4.1)Результаты расчётов по формуле (4.1) относительной интенсивности 79AuLα-линии при E0 = 30 кэВ [149] приведены на Рисунке 4.6 и в Таблице 5. Видно,что применение полученных матричных поправок при наиболее оптимальномкоэффициенте массового поглощения 2940 см2·г-1, позволяет достигнуть хорошего соответствия расчёта эксперименту.1.11.081.06C/k1.041.0210.9800.20.40.60.81CAuРисунок 4.6. Зависимость отношения истиной весовой концентрации Сзолота в сплаве Ag-Au к рассчитанному значению приведенной интенсивности79AuLα -линии k = Iрхлобр./Iрхлэт.
(сплошная линия) и к экспериментально изме-ренному в [2, 149] значению k = Iрхлобр./Iрхлэт. (кружки)93Таблица 5.Относительные интенсивности системы Au-Ag. Результаты расчётов иоткл., %Отн.Iрхлобр./Iрхлэт.ИзмеренноеIрхлобр./Iрхлэт..РассчитанноеCAвес.ИстиннаяИзлучениеA-BСистемап/п№экспериментальные данные работ [2, 149].1.Au-AgAu Lα0,1990,1880,186+ 1,02.Au-AgAu Lα0,4050,3890,399– 2,53.Au-AgAu Lα0,5000,4810,470+ 2,44.Au-AgAu Lα0,5940,5750,593– 3,15.Au-AgAu Lα0,8040,7900,780+ 1,3Решение обратной задачи КРСМА с целью нахождения массового коэффициента поглощения, показала обнадёживающий результат, который может позволить в дальнейшем получать более обоснованные и точные значения весовых концентраций анализируемых элементов при проведении количественного рентгеноспектрального микроанализа.4.3. Выводы к главе 4Сравнительный анализ методик расчета матричных поправок программы CITZAF с новыми выражениями по формулам (2.14) и (3.5) позволяетсделать следующие заключения:941) Новые поправки (вместе с поправкой на торможение электронов одной изклассических методик) дают хорошие результаты: в 40% случаев относительная погрешность ε расчета интенсивности становится меньше в сравнении со значениями, полученными по методике Armstrong/Love Scott; в26% случаев относительная погрешность ε расчета интенсивности становится меньше в сравнении со значениями, полученными по методикеHeinrich/Duncumb-Reed и в 28 % - по методике Pouchou and Pichoir –Simplified.2) Использование новых расчетных формул для поправок на поглощение иобратное рассеяние электронов позволяет во многих случаях уменьшитьразбросзначенийпогрешности:прииспользованииметодикиArmstrong/Love Scott погрешность ε принадлежит интервалу [-11; 2], в товремя как новые поправки (вместе с поправкой на торможение электронов методики Armstrong/Love Scott) дают погрешность в интервале значений [-8; 6]; при использовании методики Heinrich/Duncumb-Reed погрешность ε принадлежит интервалу [-13; 7], новые поправки (вместе споправкой на торможение электронов методики Heinrich/Duncumb-Reed)дают погрешность в интервале значений [-9; 6].3) Рассмотрена возможность использования новой функции распределенияпо глубине рентгеновского характеристического излучения φ(ρz) и полученных на ее основе матричных поправок для решения обратной задачиКРСМА с целью определения массового коэффициента ослабления рентгеновского излучения μ Lα линии серебра на примере состава сереброзолото.Т.о.
можно заключить, что новые выражения для матричных поправокприменимы для КРСМА и при грамотном выборе третьей поправки на торможение электронов могут улучшить результаты точности измерений.95ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ1)Разработано новое аналитическое выражение распределениярентгеновского характеристического излучения φ(ρz) по массовой толщинеρz для широкого круга элементов (от B по U) c энергией пучка электронов1-50 кэВ. Данное выражение учитывает основные физические параметрыобъекта исследования, влияющие на область формирования РХИ по глубине, а именно: атомный номер, атомный вес, коэффициент обратного рассеяния электронов пучка, плотность вещества, пробег первичных электронов,транспортный пробег первичных электронов, наиболее вероятный пробегэлектронов пучка, сечения упругого и неупругого рассеяния электронов вобразце, средний потенциал ионизации и первичную энергию пучка электронов. Разработанное аналитическое выражение распределения рентгеновского характеристического излучения φ (ρz) позволяет учитывать следующие физические явления, происходящие при взаимодействии изучаемогообразца с пучком электронов: наличие обратно рассеянных первичных электронов; влияние неупругого рассеяния электронов пучка на распределениеинтенсивности рентгеновского характеристического излучения в образцах снизким значением среднего атомного номера; пространственную симметрию формирования РХИ многократно рассеянными электронами.2)Разработан единый подход расчета матричных поправок для ши-рокого диапазона элементов от B по U для КРСМА.
В рамках данного подхода, на основе универсального выражения функции распределения рентгеновского характеристического излучения по массовой толщине φ(ρz), былиполучены выражения для матричной поправки на поглощение рентгеновского характеристического излучения FA и для обратного рассеяния первичных электронов FВ.3)Проведена проверка возможностей применения полученных мат-ричных поправок и функции φ (ρz) для большого массива составов, экспери-96ментальные данные которых опубликованы в работах [1-5]. Установлено, чтопредложенная методика расчета матричных поправок позволяет проводитьрасчет количественного содержания определенного элемента для различныхсоставов от B по U.В заключении автор хочет выразить благодарность своему научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору М.А.Степовичуза научное руководство, кандидату физико-математических наук, доцентуН.Н.
Михееву за оказание всесторонней помощи и консультации при написанииданной работы, профессоруH.-J. Fitting за возможность провести научнуюстажировку и гостеприимство в институте физики Университета г. Росток(Universität Rostock).97ЛИТЕРАТУРА1.Pouchou J.L., Pichoir F. Quantitative analysis of homogeneous or stratifiedmicrovolumes applying the model “PAP”// Electron probe quantitation. 1991.P.
31 – 75.2.Ziebold T.O., Ogilvie R.E. Quantitative analysis with the electron microanalyzer //Analytical Chemistry. 1963. V.35, № 6. P. 621 – 627.3.Castaing R., Henoc J. Repartition en protondeur du rayonnement caraoteristique. In: X-ray Optics and Microan. Hermann. 1966. P.120–127.4.Castaing R., Descamps J. On the Physical Principles Underlying Point Analysis by X-Ray Spectrography // J. Phys. Rad. 1955. V. 16. P. 304–317.5.Green M. // Ph.D. Thesis. University of Cambridge. 1962.6.Рид С.Дж.Б. Электронно-зондовый микроанализ. М.: Мир, 1986. 352с.7.Количественный электронно-зондовый микроанализ /Т. Малви [и др.]М.: Мир, 1986. 352 с.8.Боровский И.Б.
Физические основы рентгеноспектрального микроанализа. М.: Наука, 1973. 312 с.9.Рау Э.И. Моделирование взаимодействия электронного пучка с веществом методом Монте–Карло // physelec.phys.msu.ru: сервер кафедры физической электроники МГУ им. М.В. Ломоносова. 2012.URL.http://physelec.phys.msu.ru/study/comp/MonteKarlo.pdf (дата обращения 21.05.2016).10.Joy D. C. A database of electron-solid interactions// http://web.utk.edu/~srcutk/: сервер лаборатории меторологии и литографииуниверситетавг.
Ноксвилл,штатТеннесси,США.http://web.utk.edu/~srcutk/database.doc (дата обращения: 10.05.2011).11.Тилинин И.С. Упругое рассеяние электронов и позитронов среднихэнергий на сложных атомах // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1988. Т.94. С.96–103.9812.Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Наука, 1974. 752 с.13.Optical model for electron scattering from inert gases/ I.E. McCarthy [et al.]// Phys.
Rev. A 15. 1977. P. 2173–2185.14.Fitting H.-J. Six laws of low-energy electron scattering in solids // Journal ofelectron spectroscopy and Related Phenomena. 2004 V.136. P. 265 – 272.15.Kanaya K., Okayama S. Penetraion and Energy Loss Theory of Electrons inSolid Targets // J. Phys. D: Appl. Phys. 1972. V. 5. P. 43 – 58.16.Калашников Н.П., Ремизович В.С., Рязанов М.И. Столкновения быстрых заряженных частиц в твердых телах. М.: Атомиздат, 1980. 272 с.17.Тилинин И.С.
Упругое рассеяние легких атомных частиц на сложныхатомах // Поверхность. Физика, химия, механика. 1991. №9. С.109–112.18.Рентгеноспектральный электронно-зондовый микроанализ природныхобъектов/Л.А. Павлова [и др.]. Новосибирск: Наука, 2000. 224 с.19.BergerM.J., Selter S.M. Tables of energy losses and range of electrons andpositrons.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
