Page 31 - 理化检验-物理分册2024年第九期

9

试验技术与方法 DOI:10.11973/lhjy-wl240130

扫描电子显微镜用 X 射线能谱仪在定量分析中的应用

1
曹艳芬 ，曹方方 ，孔强强 ，宋 鹏 ，辛 玲 ，李海娥 1
1
1
2
1
（1.济宁市质量计量检验检测研究院，济宁 272000；2.山东省生态环境监测中心，济南 250101）
摘 要：扫描电子显微镜用X射线能谱仪分析是元素定量分析的重要手段。对X射线能谱仪定量
分析的基本工作原理进行简述，并对X射线能谱仪的定量分析方式、提高定量分析结果准确性的方
法，以及定量分析中常见的问题进行了探讨，为进一步提高能谱仪定量分析的准确性提供了一定的
参考。
关键词： X射线能谱仪；元素定量分析；加速电压；计数率；谱峰
中图分类号：TH89；TG115.2 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2024)09-0015-04
Application of scanning electron microscopy and X-ray energy spectrometer in
quantitative analysis

CAO Yanfen , CAO Fangfang , KONG Qiangqiang , SONG Peng , XIN Ling , LI Haie 1
1
1
2
1
1
(1. Jining Institute of Quality & Metrology Inspection, Jining 272000, China;
2. Shandong Provincial Eco-environment Monitoring Center, Ji’nan 250101, China)
Abstract: Scanning electron microscopy and X-ray energy spectrometer analysis were important methods for
quantitative analysis of elements. The basic working principle of quantitative analysis of X-ray energy spectrometer was
briefly described, and discussed the quantitative analysis methods of X-ray energy spectrometer, methods to improve the
accuracy of quantitative analysis results, and common problems in quantitative analysis. It provided a certain reference
for further improving the accuracy of quantitative analysis of energy spectrometer.
Keywords: X-ray energy spectrometer; quantitative analysis of element; acceleration voltage; counting rate;
spectral peak

采用扫描电子显微镜（SEM）与X射线能谱仪 特征X射线的强度I（X射线计数率）成正比，计算
A
（EDS）联合应用的方法对材料进行微区化学成分分 方法如式（1）所示。
析是一种重要的分析手段 ，该方法方便快捷，对不 C =K · I /I （1）
[1]
(A)
A
A
平试样也可以用无标样定量程序得到较好的定性、 式中：C 为某A元素的质量分数；K为常数，根据不
A
半定量分析结果，应用较为广泛。 同的校正方法有不同的表达方式； I (A) 为标样中A元
1 EDS定量分析的基本原理 素的特征X射线强度。
定量分析分为有标定量分析和无标定量分析。
EDS是一种能采集X射线、测量X射线强度，
无标定量的分析结果主要是通过理论计算标样的特
并计算其与X射线能量函数关系的设备。EDS利用
征X射线强度或者数据库处理获得的，无需测量标
SEM探测器，通过检测电子与试样相互作用产生的
样。一般而言，常用EDS能检测到的元素质量分数
特征X射线波长对试样进行定性分析，再根据X射
下限为 0.1%。元素分析范围为Be元素到U元素，
线的强度对试样进行定量分析。定量分析的原理为：
原子序数为4~92。
X射线能谱仪试样中元素A的相对含量与该元素的
2 EDS在定量分析中的应用
收稿日期：2024-05-13
SEM具有放大倍数大、分辨率高、景深大等特
作者简介：曹艳芬(1982-),女，硕士，高级工程师，主要从事材
料合成、成分分析等检验检测工作，caoyanfen626@163.com 点，结合X射线能谱仪可自动、快速地对元素组成进
15