Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. Том 1 - Гоулдстей Дж.
Скачать (прямая ссылка):
непрерывного рентгеновского излучения наиболее существенна для тяжелых
элементов в легкой матрице, где флуоресцентное излучение может составлять
20% наблюдаемой интенсивности. Матрицы макрочастиц окружающей среды часто
состоят из легких элементов, например С, О, Al, Si. Потери флуоресценции
за счет непрерывного излучения из частицы могут быть серьезным источником
ошибок, если анализируются мелкие добавки тяжелого элемента. Грубые
массивные мишени более близки к плоским массивным эталонам с точки зрения
содержания всей флуоресцентной области, поэтому потери флуоресценции в
таких образцах незначительны.
7.5.2. Компенсация геометрических эффектов
Имеется несколько способов учета влияния на интенсивности рентгеновского
излучения геометрических эффектов, встречающихся при анализе частиц и
поверхностей излома: а) игнорирование геометрических эффектов; б)
нормировка; в) использование эталонов в виде частиц; г) аналитические
решения для частиц специальной формы; д) метод отношения пик/фон. Эти
способы обсуждаются ниже.
7.5.2.1. Игнорирование геометрических эффектов
Некоторые исследователи предпочитают прямо описывать результаты анализа
частиц или грубых образцов, используя стандартные количественные методы
введения поправок, принятые для массивных образцов, например метод трех
поправок и метод a-коэффициентов. Хотя это может звучать несерьезно с
точки зрения того, что говорилось в предыдущих разделах о геометрических
эффектах, нескорректированный анализ дает отклонение от случая анализа
плоского массивного образца вплоть до 100% по концентрациям. Как будет
показано в следующих разделах, при случайных попытках скорректировать
геометрические эффекты можно ввести значительные ошибки. Поэтому может
быть лучше иметь необработанные грубые результаты анализа, поскольку
последующая обработка может скрыть величину поправки и внушить ложное
чувство доверия к полученным результатам.
7.5.2.2. Нормировка
Поскольку геометрические эффекты обычно приводят к тому, что суммарная
концентрация отличается от единицы, часто используется простая нормировка
результатов. Так, если общая
52
Глава 7
массовая доля, рассчитанная методом трех поправок или методом a-фактора,
включая стехиометрический кислород, равна f, то результаты можно
нормировать к единице, если все значения умножить на 1 /f.
Простая нормировка наиболее эффективна при анализе частиц размерами менее
3 мкм. Для таких частиц массовый эффект доминирует и влияет на все
элементы одинаково. Например,' на рис. 7ЛЗ~ начальный участок кривой
зависимости /част//м. обр от диаметра частицы идентичен и для Аа-
излучения кремния, и для /Са-нзлучепия железа. В этой ситуации нормировка
результатов может быть эффективной. Пример анализа с использованием
нормировки, в которой ошибки малы, приводится в табл. 7.9 (пирит). Однако
с нормализацией могут быть связаны большие ошибки, в частности если
измеряются как низкоэнергетические, так и высокоэнергетические
рентгеновские линии.
Нормировка приводит к непригодным и совершенно бессмысленным результатам,
когда проявляются эффекты, связанные с поглощением, как, например, при
анализе больших частиц или грубых, массивных образцов, поскольку на
низкоэнергетические линии они влияют сильно, а на высокоэнергетические-
слабо. Примеры случаев получения больших относительных ошибок при простой
нормировке в таких случаях приведены в табл. 7.9 для оливина и в табл.
7.11 для сплавов Аи - Си. Поскольку при анализе образцов с грубой
поверхностью почти всегда имеют место эффекты, связанные с поглощением, в
таких случаях нормировку использовать не следует.
Таблица 7.9. Ошибки, получаемые при анализе частиц стандартными методами
с нормировкой и аналитическим методом11
Состав Истинная концентра- ция Стандартный анализ с нормировкой
Относительная ошибка, % Аналитический' анализ частицы
Относительная ошибка, %
Пирит (усреднен по 140 частицам) S 53,45 54,8 +2,5 53,5 +0,1
Fe 46,55 45,2 -2,9 46,5 -0,1
Оливин (усреднен по 104 частицам) MgO 43,94 50,7 +15 43,8 -0,3
S1O2 38,72 39,3 +1,5 38,9 +0,5
FeO 17,11 9,7 -43 17,1 0
О Данные работы [162].
Количественный рентгеновский микроанализ
53
В работе [161] процедура простой нормировки модифицирована для анализа
частиц микронных размеров. Отмечено, что массовый эффект пропорционален
части площади сканируемого растра, занятой интересуемой частицей.
Измеряемая интенсивность /Изм умножается на нормировочный множитель:
h = Лпм^р/^част' (7.41)
где /о--нормированная интенсивность, Sp - площадь сканируемого растра и
S4ac-r--проектированная площадь частицы в сканируемом растре.
7.5.2.3. Эталоны в виде частиц
Совершенно отличный подход к измерению значения k заключается в
использовании эталонов в виде частиц известного состава и известной формы
вместо плоских, массивных эталонов. В идеале эталонные частицы должны
иметь простую форму, например сферическую или цилиндрическую (волокно),
хотя можно использовать и частицы случайной формы, полученные
