Г. Юинг - Инструментальные методы химического анализа (1115206), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Сурков и др. (20) описали очень интересный .реитгенофлуоресцентный спектрометр, с помощью которого проведен элементный анализ пород на поверхности Венеры. Прибор снабжен двумя радиоактивными источниками, еаЕе и "аРп. Альфа-линия излучения плутония возбуждает рентгеновское излучение легких элементов, Мд, А1 и $1, а при определении тяжелых элементов — К, Са и Т1, предпочтительнее источник на основе изотопа железа.
Еще более тяжелые элементы, особенно Мп и Ре, возбуждаются рентгеновскими лучами, испускаемыми плутонием. Спектрометр имеет четыре газовых пропорциональных счетчика и двойной 128-канальный анализатор амплитуды импульсов. В обычную конструкцию приборов были внесены изменения, учитывающие суровые внешние условия на поверхности Венеры (500 'С, 90 атм).
Электронно-зондовый микроанализ (3, 211 В течение последних десятилетий заметное развитие получили методы фокусировки электронных пучков. С помощью этих методов можно сфокусировать такой узкий пучок, который вызывает рентгеновское излучение в твердом образце размером 1 мкм' (10-'а м'), Принципиальная схема прибора показана на рис. 11-23. Пучок электронов, выходящий из электронной пушки (вверху диаграммы), фокусируется электромагнитами специальной формы (магнитными линзами) на образец.
(Эта часть прибора очень напоминает электронный микроскоп.) Из- Рентгеновскне методы 247 Электрон ный еанд Система иблт делая Ладстидка для пробы Рснтгенабский анализатор Рнс. 11-23. Скематнческнй внд электронно-гондового мнкроаналнзатора 120). лучение, возникающее в образце, анализируется рентгеновским спектрометром с волновой или энергетической дисперсией. Прибор должен быть снабжен оптическим микроскопом, чтобы оператор мог точно выделить желаемый участок образца. Детали этого прибора гораздо сложнее, чем это показано на рисунке.
Кроме того, совсем не просто совместить электронную, оптическую и рентгеновскую системы, так чтобы они не мешали друг другу и чтобы каждая из них работала с максимальной эффективностью. Электронный пучок, конечно, должен находиться в высоковакуумной камере, что вносит дополнительные сложности, а вспомогательная электроника должна включать схемы управления электронными линзами, электронной пушкой, рентгеновским детектором и вакуумными насосами и датчиками.
Поэтому прибор представляет собой громоздкое, сложное и дорогое устройство. Однако на нем можно получить 248 Глава 11 Рентгеновские методы 249 нп5скпзо Литература такую богатую информацию, что, несмотря на указанные выше обстоятельства, его выпускают многие фирмы. Им пользуются при исследованиях фаз в металлургической и керамической промышленности, для контроля за процессом диффузии при изготовлении полупроводниковых приборов, установления идентичности примесей и включений и многих других целей. Задачи 11-1.
Какова размерность постоянной С в уравнении (!1-5)? 11-2. Металлический образец облучают в рентгеновском спектрометрс излучением рентгеновской трубки с вольфрамовой мишенью. В спектрометре установлен кристалл кальцита с межплоскостным расстоянием 302,9 пм, При угле 20=34'23' наблюдается сильная линия. Рассчитайте длину волны наблюдаеного рентгеновского излучения н по справочнику найдите, какой элемент присутствует в образце (спектр первого порядка).
11-3. Даны значения Рм для кобальта прн нескольких дзшнах волн: Х, пм 50,0 !00,0 150,0 200,0 250,0 300,0. Рм !5,5 ! !0,0 345,0 87,0 177,0 270,0 Ка-излучение Х1 имеет место прн 150,0 пм. Плотность кобальта 8,9 г(смз. Интенсивность Ка-.чианп Х! примерно в трн раза больше интенсивности КР-линни ХЬ испускаемой мишенью. Постройте зависимость коэффициента поглощения кобальта н определите его значения прн длинах волн Ка- и КР-нзлуче. ния ХК С помощью данных, приведенных выше и в табл. 11.1, определите отношение интенсивностей двух линий излучения никеля после прохождения через фольгу нз кобальта толщиной 0,005 мм.
11-4. Длина волны Ка-излучения ЬП составляет 165,8 пм. а) Чему равна энергия каждого фотона в кнлоэлектронвольтах (кэВ)? б) Предположим, что в каком-либо приборе прн измерении Ка-излучения ЬВ идеальный детектор (со ! 00 чв.ной эффективностью) дает 100 нмп/с. Подсчитайте мощность (в мнкроваттах), поступающую на детектор. !1-5. На стальную проволоку, используемую в радиальных шинах, обычно наносят латунное покрытие для улучшения адгезии резины (22); прн этом сле. дует точно контролировать как толщину латунного слоя, так н содержание и всм меди. Придумайте метод, основанный иа рентгеновской флуоресцеиции, для проведения обоих измерений.
11-6. Покажите, откуда появился численный множитель 1240 в уравнении (11-1). Согласуется лн рнс. 11-! с этим значением? 11-7. Перечислите преимущества н недостатки рентгеновских спектрометров с энергетической н волновой дисперсией. 11-8. а) Точнее всего эффективный.радиус камеры Дебая-Шерера можно рассчитать, зная длину дуги на днфрактограмме кристалла с известным межплоскостным расстоянием н длину волны, В эксперименте, нспользующеы Ка-излучение Мо (К=70,90 пм), радиус камеры определялн по днфракцин рентгеновского луча на кристалле хлорнда натрия с межплоскостиым расстоянием Рис. 11-24.
Схема камеры Дебая — Шерера. г(, для которого в справочнике находим значение 2,82! А. Расстояние р, из- меренное на пленке (рнс. !1-24), составляет 1,50 см. Рассчитайте радиус ка- меры. Указание. Заметьте, что р относится к длине окружности так же, как угол 2 0 относится к 360'. 6) В той жс самой камере проводили определение межплоскостного расстояния в металлическом алюминии. Угол 2 0 составлял 20,32' Рассчитайте г? н сравнцте с табличным значением. 1.
К1ия Н. Р., А(ехапг(ег Д Е., Х-)?ау (?!!!гас!!оп Ргосейигез, %!!еу, Хечг УогК, 1954. 2. Сошр1пп Л. Н., АПМзол В. К., Х-гауз гл ТЬеогу апб Ехремшец1, Уап Хомгапб, Хеш УогК, 1935. 3. Еггег?(апбег В, Кеипенд 7, аг., Магщаз Е, В., МВ!ег Е М., Хцс1еаг апб (?аб!осьеш!з!гу, Зб еб., %!!еу-!п1егзс!епсе, Хечг ХогК, 1981. 4, йнеьйо)зйн Н. А, Р)еЩег Н. В., йг!пз?ою Е. Н., 2епгапу Р. П., Х-гауз, Е!ес1гопз апб Апа!у1!са! СЬет!з(гу, %!!еу-!и!егзс!енсе, Хеш Уогй, 1972. 5, Воштап П. )?„Нуг(е Е.
К., Тйотрзоп Я. В., Татей )?. С., Вс!енсе, !966, ч, 151, р. 562; Наи Т., зс!епсе, !960, 153, 320; Вомгпап Н. ??., Нуг?е Е. и., Зс!епсе, 1966, ю 153, р. 321, 6. Уоищаг К. С., Репегзоп Е. Е, Ремпзге!В Р, А., Апа!. СЬев., 1949, ч, 21, р. !491. 7. 0г!((?и Е Н., Апа!. СЬеш., 1962, ч. 34, р. 606. 8 Ваг!!е?г Т 57., Апа!. СЬегп., 1951, и 23, р: 705.
9. Пипи Н. 9?., Апа!. СЬеш., 1962, т. 34, р. 116. 1О. )?потап )?., Х-гау П!Пгас1юп Апа!уз!з. 1п Тор!сз 1п СЬеписа! 1пч1гшпеп1апоп. Егина Сг. тУ. (ей), СЬев. Ебцса1!оп РцЬ. Со., Ееаз1оп, Ра., 1971, р. 75. 1!. Раггтзй йг., Зс1епсе, 1949, ю 1!О, р. 368, 12. ВГгйз 7.. В., Вгоайз Е 7., Апа!. СЬеш., 1950, ч. 22, р. 1017. 13. (газзоз В. Н., Низсй ??. Е, 1епегаап Н., Апа!. СЬеш., 1973, ч. 45, р. 792.
250 Глава 11 Источник возбуждения Методы анализа детектнруемые частицы Рентгеновское излучение Электроны ОЗС, ЗСХА, ИЗЭ, ФЗСВО РФЗС ФЭС, ФЭСНО, УФ-ФЭС ОЭС, СЗУ. ДМЭ, СМЗ СИР, МСВИ Дальнее УФ-ивлученпе Электроны Ионы Электроны Электроны Рассеиниые ионы 14, Рогуег 0 Е., кто!бяе!й !7ч Апа1. СЬегп., 1973, ч. 45, р. 604А 15, йуо!бяе!)з У!., Х-Кау Епегку зрес1гопзе1гу, Кечех Согр., Внг!!пяагое, СаИ,, 1973. 16. Не1пбсЬ К. Е. У, Л(ечгьнгу О. Е,, МнжеЬцм )!. Е.
(ебв.), Епегяу 01врегвзче Х-Еау зрес1гогпе(гуэ Л)В5 зрес1а! РнЫ!са1!опв 604, )Ча1!опа! Внгеан о( 8(апбагбв, %авЫпи(оп О. С., 1981. 17 Ве!пггсь К. Р. У, р. 1, о( ге(. 16. 18 УУипяоп И Р., Арр!. 5рес1говс., !973, ч. 27, р, 309. 19. Вояуеггу Я. УУ., Аоо1. Врес1говсч 1973, ч. 27, р. 102. 20, Вигйор уи. А., ВЬсйеу!ор О. Р., Мояйи!уеои 1., Р., К!г!с!зепйо У.
Я., ВиЖл А Уу„йидабоо И У, КгзгосЫип В. В., Викри(пУ У. Ао Апа!. СЬепз., 1982, ч. 54, о. 957А. 21. Пчнгу УУ. В., 1п Тгеапве оп Апа!упса1 СЬего!в(гу. Ко!1Ьо!1 1. М., Е1- ч1пя Р, У. (ег(в.), р(. 1, ч. 5, сьар. 61; %11еу-1п1сгвс1епсе, Нетч Уог)с, 22. Рип 1лп~еп )7, 1.. М., Всйггигя УУ. Е. С., Уеепяйи 6 У., )тз оея У.
М. В., Еое( Е.. У., Та! ап1а, !980, ч. 27, р. 641. Глдвд 12 Электронная и ионная спектроскопия Бомбардировка вещества фотонами или другими несущими энергию частицами может вызвать несколько явлений: сначала происходит выбивание электронов из атомов мишени с образованием вакансий, затем следует релаксация (т. е, возвращение к нормальной конфигурации), которая может идти по одному из двух путей — непускание характеристического рентгеновского излучения и непускание вторичных оже-электронов. В предыдущей главе рассматривалось значение рентгеновского излучения в анализе, в этой главе будут показаны возможности эмиссии электронов. Таблица Уу-У. Виды электронной и ионной спектроскопии Сокращения: ДМЭ дкфракция медленных электронов ИЭЭ индукционная электронная эмиссия ГПСВИ масс.спектрометрия вторичнык ионов ОЗС оже.электронная спектросколня РФЭС рентгеновская фотоэлектронная спектроскопня СИР спектроснопия ионного рассеяния СМЭ спентроснопия медленных электронов СЗУ спектроскопия элентронного удара УФ.ФЭС ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия ФЭСВО фотоэлектронная спектроскопия внутренних оболочек ФЗСНО фотоэлектронная спектроскопия наружных оболочек ФЭС фотоэлектронная спектроскопия ЭСХЛ электронная спектроскопия для химического анализа !Среди обоэмачепни есть синонимы; МСВИ рассмотрена в гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
