книги из ГПНТБ / Физические основы рентгеноспектрального локального анализа

рентгеновских лучей г) на 1 градус. График результирую­ щей абсолютной ошибки в рассчитанной концентрации элемента А при 15 кв и при угле выхода 52,5° показан на рис. 2. Видно, что наиболее важным источником ошибок являются неопределенности в выходе флуоресценции. Влияние ошибки в V я ъ М (А, В К а) при указанных ус­ ловиях меньше, чем 0,2% при всех концентрациях; все

Рис. 2. Зависимость абсолютной ошибки в составе при анализе железа в сплаве

остальные ошибки меньше, чем 0 , 1 % , и ими вполне мож­ но пренебречь. Относительно важное значение эти ошиб­ ки имеют, вероятно, вблизи концентраций СА 10. По­ этому вариация ошибок в зависимости от напряжения и угла выхода рентгеновских лучей была рассчитана для сплава, содержащего 10% железа (рис. 3 и 4). Как и ожи­ далось, влияние ошибки в ускоряющем напряжении умень­ шается с увеличением напряжения, в то время как все остальные эффекты ошибок медленно увеличиваются с увеличением напряжения. Так как не представляет труд­ ностей откалибровать ускоряющее напряжение с точно­ стью лучшей, чем 1 кв, то можно заключить, что влияние изменения ускоряющего напряжения на такого типа ошиб­ ки не существенно. Как показано на рис. 4, два наиболее

однако, меньше, чем у г), и не очень существенно при зна­ чениях выше 20°. Ввиду того, что большой угол выхода имеет преимущества при введении поправки на поглоще­ ние [1], этот небольшой недостаток при больших углах выхода можно, вероятно, считать вполне терпимым в большинстве случаев.

Сравнение уравнений (4), (5) и (7) показывает, что ошибки в сц и Pij распространяются так же, как и ошибки в сав. Так как ожидаемые ошибки в св в 10 раз меньше, чем в ate, то, следовательно, влиянием ошибок в Св мож­ но пренебречь. То же самое, однако, несправедливо для ошибок в Рц. Поскольку не имеется экспериментальных данных относительно флуоресценции других типов, кро­ ме К — К, то трудно установить величину этой ошибки. Мы думаем, однако, что эта ошибка может быть такая же или выше, чем ошибка в ав. Необходимо добавить, что выходы флуоресценции для L-уровня известны даже хуже, чем те же величины для if-уровня. Следовательно, следует ожидать серьезных ошибок в поправках на флуо­ ресценцию при других типах, чем К — ^-флуоресцен­ ция, вопреки тому факту, что абсолютные значения попра­ вок в этих случаях меньше. В этой области настоятельно требуется дальнейшая экспериментальная работа.

Так как формула Кастена отличается от формулы Рида только членом, зависящим от напряжения, влияние оши­ бок от наиболее существенных факторов, ак и М(А, ВКа), является идентичным. Однако необходимо отметить, что разница между результатами, полученными при помощи этих двух моделей, является существенной и увеличивает­ ся с уменьшением ускоряющего напряжения. При 15 кв эта разница в два раза больше ошибки, обусловленной 20%-ной ошибкой в выходе флуоресценции, и почти равна ей при 30 кв (рис. 5). Подходящий выбор модели расчета является, таким образом, более важным, чем улучшение исходных параметров. Несмотря на то, что не­ которые авторы (например, [7]) исследовали этот предмет экспериментально, нам кажется, что на основе имеющейся экспериментальной проверки нельзя сделать ясных выво­ дов относительно правильности модели расчета.

Расчеты были выполнены также для следующих би­ нарных систем: Fe — Cu, Fe — Zn, Fe — Ga, Fe — Ge, Fe — As и Fe — Se. Предложенные условия были следую­ щие: CFe — 0,10, гт = 52,5°, V = 20 кв. Рис. 6 показывает, что влияние ошибок в М (А, ВКа) и в и, так же как и во

множителе r'f I (1 -f- r'f), быстро уменьшается с увеличением атомного номера возбуждающего элемента. і

Влияние флуоресценции в негомогенных | образцах. Дальнейшие сложности возникают|при введении поправ­ ки: флуоресцентное излучение возбуждается в большем объеме, чем первичное излучение, обусловленное этим возбуждением. Это приводит, в частности, к искажениям, если объектом исследования являются включения или выделения, анализируемые по элементу, которого много в окружающей матрице. Влияние флуоресцентного возбуж­ дения можно четко проследить на границе фазы или вбли­ зи нее; этот случай был изучен как экспериментально, так и теоретически несколькими авторами [9—11].

Чтобы показать величину эффекта, мы можем рассчи­ тать количество флуоресцентного излучения по отноше­ нию к первичной эмиссии от чистого элемента, возбужден­ ного в недиффундирующей паре, когда электронный зонд падает на флуоресцирующий элемент вблизи границы. Эта интенсивность равна, согласно Риду,

Мы рассчитали этот вклад флуоресценции в зависимости от напряжения и угла выхода рентгеновских лучей. По­ казанные на рис. 7 результаты можно сформулировать так: интенсивность флуоресценции умеренно уменьшается при понижении ускоряющего напряжения, но улучшение при малых углах выхода рентгеновских лучей является едва заметным. Величины, полученные по модели Рида, заметно ниже, чем полученные по модели Кастена.

Математическая коррекция влияния этого эффекта флуоресценции является возможной только тогда, когда известна геометрия границы фазы [8]. Анализ малых вклю­ чений, окруженных матрицей, чувствительной к флуорес­ ценции, является, следовательно, искаженным из-за присущей такому анализу неопределенности. Эту неопределе.шость нельзя эффективно ликвидировать выбором параметров работы.

Выводы. 1. В случае флуоресцентного возбуждения К- липии if-липиями при настоящем уровне знаний главным источником ошибок являются неопределенности в пра­ вильности самой модели вычисления поправки и величи­ нах выхода флуоресценции. Влияние ошибок в массовых

ОМ

0,07

ОМ

0,05

ОМ

Рис. 7. Зависимость фактора флуоресценции Tf от угла вывода регтгеновских

лучей при различных напряжениях для недиффундирующей пары F e — N i .

коэффициентах поглощения и скачках поглощения мень­ ше или пренебрежимо мало.

2.Плохую точность следует ожидать при возбуждении

£-линии L-линиями, или наоборот. Очень желательными являются дальнейшие работы, касающиеся модели вы­ числения поправки и лучшего знания выходов флуорес­ ценции.

3.Некоторое преимущество дает использование низ­ кого напряжения. Недостатки большого угла выхода рентгеновского излучения были в прошлом преувеличе­ ны. Эти недостатки являются не слишком значитель­ ными.

4.При анализе малых по объему фаз, окруженных мат­ рицей, чувствительной к флуоресцентному возбуждению, существует значительная неопределенность. Эту неопре-

деленность нельзя устранить в сколько-нибудь значитель­ ной степени изменением режима работы установки. Ра­ бота при относительно низких напряжениях несколько улучшает ситуацию. Преимущество малых углов выхода имеет в этом случае второстепенное значение.

5. Даже в случаях, требующих значительной поправ­ ки на флуоресценцию, пет никаких противопоказаний к выбору параметров, предложенных ранее [1], т. е. к рабо­ те при больших углах выхода рентгеновских лучей (^>30°) и при низких напряжениях, при которых еще существует

17. РЕНТГЕНОВСКАЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ, ВОЗБУЖДЕННАЯ ТОРМОЗНЫМ СПЕКТРОМ ЭЛЕКТРОНОВ

Ж . 9 нок

Введение. Мишень при бомбардировке электронами соответствующей энергии испускает характеристическое рентгеновское излучение, линии которого отвечают эле­ ментному составу мишени. Это излучение возбуждается при ионизации внутренних оболочек атомов как электро­ нами пучка, так и квантами тормозного излучения, воз­ никающего в процессе замедления электронов в веществе. При тех условиях, которые имеют место в рентгеноспектральном микроанализе, обычно преобладает первый из указанных процессов возбуждения; однако при современ­ ных успехах этого вида анализа, особенно в области повы­ шения чувствительности спектрометров излучения, уже нельзя пренебрегать, как это делалось раньше, вторым из названных процессов.

Мы изложим далее метод расчета интенсивности флуо­ ресцентного излучения, возбужденного тормозным спек­ тром, и оценим поправку на этот эффект, которую^необходимо вводить в результаты рентгеноспектрального микро­ анализа. В первой, теоретической части статьи мы выведем формулу для интенсивности флуоресцентного излуче­ ния и выскажем соображения о методе расчета первичного излучения, непосредственно возбужденного электронами, для получения интересующего нас отношения интенсив­ ностей вторичного и первичного излучений. Во второй, практической части, мы опишем результаты эксперимен­ тальной проверки расчетов с целью сделать их более точ­ ными и изложим способ введения поправки на флуорес­ ценцию, возбужденную тормозным спектром, при практи­ ческих анализах.

сивности флуоресцентного излучения, возбужденного тор­ мозным спектром, можно выполнить, основываясь на двух