Page 53 - 理化检验-物理分册2021年第四期
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尚俊玲, 等: 加速电压及线系对钨在 SiC / W 扩散偶中分布分析的影响
与文献[ 14 ] 报道结果一致。综上可知, 在 20kV 的 解决钨元素的 M 线系与硅元素的 K 线系重叠造成
加速电压下, 硅元素和钨元素的分布更趋近于样品 的钨元素分布紊乱问题。
的真实元素分布。 2.4 数据再处理
图 5 为采用 20kV 加速电压下 SiC / W 扩散偶 打开 20kV 下采集的面扫描数据, 在能谱软件
线扫描图谱。由图 5 中线扫描结果可以看出, 硅元 中将钨元素从 L 线系改成 M 线系。这时硅元素与
素的分布趋势与 10kV 时接近, 都是在上、 下两侧 钨元素的面分布结果如图6 所示。图6b ) 中钨元素
的陶瓷中具有更多的硅元素, 而在中间钨层中含量 的分布趋势与图 2b ) 中的相类似, 钨元素在两侧陶
少。然而, 在 20kV 下, 硅元素在陶瓷侧的 计数从 瓷中含量多, 在钨层中含量少, 此时钨元素的面分布
10kV 下的约420 增加到20kV 下的1700 ; 中间钨 结果也不可靠。而相比于图 4a ), 硅元素的分布则
层中硅元素的计数从约 200 增加至 600 。相比于图 几乎没有发生任何变化。综上可知, 钨元素的线系
3a ), 钨元素的线分布曲线发生了明显的变化, 在中 从 L 改成 M , 仅仅改变了钨元素的分布结果, 对硅
间钨层中明显具有更多的钨元素分布, 计数约 250 , 元素的分布结果几乎没有影响。
在上、 下两侧的陶瓷层中计数趋近于 0 。综上可知,
在 20kV 下得到的钨元素的面分布和线分布更趋
近于真实情况, 而且, 20kV 下得到的元素分布图上
的信号比 10kV 下的强。
图 6 经过软件再处理后 20kV 加速电压下 SiC / W 扩散偶面
扫描元素分布图
Fi g 6 Elementdistributionima g esofsurfacescannin g ofSiC W
diffusioncou p leunder20kVacceleratin g volta g e
aftersoftwarere p rocessin g
a Sielementdistribution b Welementdistribution
同样地, 打开 20kV 下采集的线扫描数据, 对
钨元素进行同面扫描数据再处理中同样的操作, 结
果如图 7 所示。相比于图 5b ), 在图 7b ) 中硅元素
图 5 在 20kV 加速电压下 SiC / W 扩散偶线扫描元素分布图
的线分布曲线没有发生变化。并且, 图 7b ) 中钨元
Fi g 5 Elementdistributionima g esoflinescannin g ofSiC W
素的分布与图 3b ) 的类似, 钨元素的线分布在上、
diffusioncou p leunder20kVacceleratin g volta g e
a linescannin gp ositionofbackscatterin g ima g e 下两侧陶瓷中较多, 在中间钨层中含量较少, 而且,
b linescannin g curvesofSielementandWelement 钨元素在陶瓷侧具有硅元素的线分布曲线特征。与
此时, 能谱仪 20kV 加速电压下钨元素的面扫 图 3b ) 中相比, 受加速电压从 10kV 增加到 20kV
描和线扫描结果均为能谱软件自动给出的结果。硅 的影响, 硅元素和钨元素线分布的计数有所增加。
元素为 K 线系, 钨元素为 L 线系。硅元素的 K 线
3 结论及建议
系能 量 为 1.739 keV , 钨 元 素 L 线 系 的 能 量 为
8.3977keV , 能量差为 6.6587keV 。而且, 此时的 在 10kV 加速电压下, 能谱仪对 SiC / W 扩散
过压比约为 2.38 , 也满足过压比 2~3 的要求。因 偶中的硅元素和钨元素进行分布分析时, 由于钨元
此, 通过提高加速电压, 激发钨元素的 L 线系, 可以 素的 M 线系与硅元素的 K 线系的能量差很小( 仅
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