實用X射線光譜分析

第1章X射線的物理基礎(chǔ)0011.1X射線的定義0011.2X射線光譜0021.2.1連續(xù)X射線光譜0021.2.2原子結(jié)構(gòu)及軌道能級0041.2.3特征X射線光譜0071.2.4莫塞萊定律0081.2.5特征X射線光譜強(qiáng)度間的相對關(guān)系0091.3俄歇效應(yīng)：伴線0101.4熒光效應(yīng)：熒光產(chǎn)額011參考文獻(xiàn)012第2章X射線的基本性質(zhì)0132.1X射線的散射0132.1.1相干散射0142.1.2康普頓散射0152.2X射線的衍射與偏轉(zhuǎn)0172.2.1布拉格衍射原理0172.2.2X射線的偏轉(zhuǎn)0192.2.3鏡面反射0202.2.4全反射0202.3X射線的吸收0212.3.1質(zhì)量吸收或衰減系數(shù)0222.3.2質(zhì)量吸收或衰減系數(shù)與波長及原子序數(shù)的關(guān)系0232.3.3吸收限及臨界厚度0232.3.4反平方定律025參考文獻(xiàn)026第3章X射線的激發(fā)0273.1初級激發(fā)0273.2次級激發(fā)0283.2.1單色激發(fā)0283.2.2多色激發(fā)0293.3互致激發(fā)（次生激發(fā)）0313.4激發(fā)源0323.4.1放射性同位素0333.4.2同步輻射光源0353.4.3X射線管0363.4.4二次靶038參考文獻(xiàn)039第4章X射線的色散0404.1概述0404.2波長色散0404.3能量色散0424.4非色散044參考文獻(xiàn)047第5章X射線的探測0485.1概述0485.2氣體正比型探測器0495.3探測器的光電轉(zhuǎn)換參數(shù)0555.4閃爍計數(shù)器0585.5固體探測器0595.5.1鋰漂移硅［Si（Li）］探測器0605.5.2珀爾貼（Peltier）效應(yīng)0625.5.3SiPIN探測器0635.5.4硅漂移探測器（SDD）0645.5.5高純鍺（Ge）探測器0645.6探測效率及能量分辨率0655.6.1量子計數(shù)效率0655.6.2能量分辨率0675.7各種常用探測器的比較070參考文獻(xiàn)071第6章X射線的測量0736.1測量系統(tǒng)0736.1.1概述0736.1.2前置放大器0746.1.3主放大器0746.1.4脈沖高度選擇器0756.1.5脈沖高度分布曲線0776.1.6多道脈沖分析器（MCA）0796.1.7脈沖高度分布的自動選擇0816.1.8定標(biāo)器及定時器0826.1.9微處理機(jī)0826.2測量方法0826.2.1定時計數(shù)（FT）法0836.2.2定數(shù)計時（FC）法0836.2.3最佳定時計數(shù)（FTO）法084參考文獻(xiàn)085第7章波長色散X 射線熒光光譜儀0867.1概述0867.2波長色散光譜儀的基本結(jié)構(gòu)0867.2.1X光管0877.2.2準(zhǔn)直器0917.2.3輻射光路0927.2.4分光晶體0937.2.5平面晶體色散裝置0987.2.6彎曲晶體色散裝置0997.2.7測角儀1017.3探測器1027.4脈沖高度分布及脈沖高度分析器1037.5定標(biāo)計數(shù)電路1057.6測量參數(shù)的選擇106參考文獻(xiàn)109第8章能量色散X射線熒光光譜儀1108.1概述1108.2光譜儀結(jié)構(gòu)1118.2.1能量色散探測器1128.2.2多道脈沖高度分析器1148.2.3濾光片及其選擇1178.2.4X光管1208.3通用型能量色散光譜儀1208.4三維光學(xué)能量色散光譜儀1228.4.1偏振原理1238.4.2二次靶1248.5譜處理技術(shù)1278.5.1光譜數(shù)據(jù)的基本組成1288.5.2譜處理的基本步驟1338.5.3常用的譜處理方法1358.6能量色散X射線熒光分析技術(shù)的特殊應(yīng)用1478.6.1全反射X射線熒光光譜分析（TXRF）1478.6.2同步輻射X射線熒光光譜分析（SRXRF）1528.6.3微束X射線熒光光譜分析（μXRF）153參考文獻(xiàn)159第9章基體效應(yīng)1619.1概述1619.2基體效應(yīng)1629.2.1吸收增強(qiáng)效應(yīng)1629.2.2吸收增強(qiáng)效應(yīng)對校準(zhǔn)曲線的影響1649.2.3吸收增強(qiáng)效應(yīng)的預(yù)測1649.3物理化學(xué)效應(yīng)1669.3.1顆粒度、均勻性及表面結(jié)構(gòu)影響1669.3.2樣品的化學(xué)態(tài)效應(yīng)1709.3.3樣品的無限厚度與分析線波長的關(guān)系171參考文獻(xiàn)174第10章光譜背景和譜線重疊17510.1光譜背景17510.2光譜背景的起源與性質(zhì)17610.2.1光譜背景的測量與校正17610.2.2降低背景的若干方法18010.3光譜干擾的來源18110.3.1光譜干擾的類別18110.3.2消除干擾的方法18310.4靈敏度S18910.4.1檢測下限18910.4.2定量下限190參考文獻(xiàn)191第11章定性與半定量分析19211.1概述19211.2光譜的采集與記錄19411.3譜峰的識別與定性分析19811.3.1譜峰的平滑19811.3.2譜峰的檢索19911.3.3譜峰的識別(匹配)20011.3.4元素標(biāo)注20211.4半定量分析202參考文獻(xiàn)208第12章定量分析——實驗校正法21012.1概述21012.2標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)法21012.3加入內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)法21112.4散射內(nèi)標(biāo)法21512.4.1散射背景比例法21512.4.2散射靶線比例法21612.5二元比例法21812.6基體稀釋法21912.7薄膜法(薄試樣法)220參考文獻(xiàn)221第13章定量分析——數(shù)學(xué)校正法22313.1概述22313.2數(shù)學(xué)校正法22313.2.1經(jīng)驗系數(shù)法22313.2.2理論影響系數(shù)法22813.2.3基本參數(shù)法22913.3X射線熒光理論強(qiáng)度的計算232參考文獻(xiàn)241第14章樣品制備24314.1概述24314.2固體樣品的制備24314.3粉末試樣的制備24614.3.1松散粉末的制備24814.3.2粉末壓片24814.4熔融法25014.4.1經(jīng)典熔融法25214.4.2熔融設(shè)備25714.4.3離心澆鑄重熔技術(shù)25914.5液體試樣的制備26114.5.1溶液法26114.5.2離子交換法262參考文獻(xiàn)263第15章應(yīng)用實例26415.1痕量元素分析26415.1.1概述26415.1.2背景及光譜重疊的校正方法26415.1.3基體影響的校正26815.1.4校準(zhǔn)曲線27015.2寬范圍氧化物分析27215.2.1概述27215.2.2方法要點(diǎn)27215.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)的配制27315.2.4樣品制備27315.2.5分析測量條件27415.2.6方法驗證27515.3油類分析27715.3.1概述27715.3.2方法要點(diǎn)27715.3.3結(jié)論28015.4鋼鐵與合金分析28115.4.1概述28115.4.2方法要點(diǎn)28215.4.3分析測量參數(shù)28315.4.4方法準(zhǔn)確度的驗證28415.5痕量元素的能量色散X射線熒光光譜分析28515.5.1概述28515.5.2儀器及實驗條件28515.5.3方法要點(diǎn)28515.6高能激發(fā)能量色散X射線熒光光譜分析28715.6.1概述28715.6.2方法要點(diǎn)28815.6.3儀器及測量條件28915.6.4樣品制備29015.6.5校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度290參考文獻(xiàn)292第16章薄膜和鍍層厚度的測定29416.1概述29416.2薄膜及樣品無限厚度的定義29416.3薄膜厚度測定的基本方法29716.3.1薄膜 (鍍層)發(fā)射法29716.3.2基底線吸收法29816.3.3理論校準(zhǔn)法29916.3.4測定多層薄膜的基本參數(shù)法30116.4應(yīng)用實例30316.4.1鍍鋅板鍍鋅層質(zhì)量厚度的測定30316.4.2彩涂板鍍層厚度及鋁鋅含量的測定30416.4.3鍍錫板的鍍錫層厚度測定30416.4.4硅鋼片絕緣層厚度測定305參考文獻(xiàn)307第17章分析誤差與不確定度30817.1概述30817.2數(shù)值分析中的若干基本概念30817.2.1真值與平均值30817.2.2精密度和準(zhǔn)確度31017.2.3分析誤差31017.2.4分布函數(shù)31117.2.5計數(shù)統(tǒng)計學(xué)與測量誤差31417.3誤差來源及統(tǒng)計處理31617.3.1強(qiáng)度計數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差31717.3.2最佳計數(shù)時間的選擇31817.3.3提高精密度與準(zhǔn)確度的基本措施31817.4不確定度及計算31917.4.1測量不確定度31917.4.2統(tǒng)計不確定度32017.4.3誤差傳遞與不確定度32017.4.4不確定度的計算32117.4.5平均值不確定度的計算32117.4.6統(tǒng)計波動32217.5最小二乘法的統(tǒng)計學(xué)原理32217.5.1線性最小二乘法擬合32317.5.2多元線性擬合32517.5.3多項式擬合32517.5.4非線性最小二乘法擬合326參考文獻(xiàn)328附錄3301分析誤差允許范圍3302常用元素化合物的換算系數(shù)表3373元素名稱、符號、原子序數(shù)及相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)表3424K、L、M系激發(fā)電位（kV）/結(jié)合能（keV）3435K、L、M系吸收限波長3466K、L系主要譜線的光子能量3487K、L、M系平均熒光產(chǎn)額3508K和LⅢ吸收限陡變比（r）及（r-1）/r值3529K系主要譜線的波長35310L系主要譜線的波長35611M系主要譜線的波長36012M系主要譜線的光子能量361索引364