Ⅰ 对波谱分析方法的认识与理解
四大谱:红外、氢谱、碳谱、质谱,对结构的确认是必须的。
Ⅱ 波谱定性分析
波谱定性分析是电子探针定性分析的重要方法,通过探测试样组成元素的特征X射线进行定性分析,确定试样的组成,配合光学显微镜鉴定,可解决常用矿物的定名。通过线和面的分析,更可以了解组成元素在试样表面分析线和分析面上的变化情况,为矿物等试样的环带构造、微包体、固溶体岀溶、蚀变、元素类质同象和吸附等方面的研究提供有用的信息。
89.1.2.1 定性分析方法
首先通过光学显微镜,或电子图像,将试样置于分析位置上。在电子束的轰击下,试样产生组成元素的特征X射线,然后由谱仪的分光晶体分光,计数管接收并转变成电脉冲信号,得到试样组成元素的特征X射线全谱。根据莫塞莱(Moselyey)和布拉格(Bragg)定律,通过获得布拉格角,求出每个波长值,查出对应元素。在释谱过程中应注意谱线的判别、峰的重叠以及X射线谱的形态变化所引起的峰位改变。定性分析在计算机控制下自动进行。
(1)谱线的判别
要特别注意谱线图中出现的高次衍射线,可通过调节脉高分析器的窗宽消除高次线。
(2)谱线重叠
当试样组成复杂时,会出现特征X射线峰之间的重叠现象。
A.重元素的高次K或L线与轻元素的一次K系线重叠。例如:SKα线与CoKα(n=3)线,CKα线与CrLα(n=2)线重叠。
B.重元素的一次L或M线与轻元素的K或L线重叠。例如,SKα线与MoLα线,AsKα线与PbLα线重叠。
C.原子序数接近的元素的Kα和Kβ线的重叠。例如:VKα线与Ti的Kβ线重叠。
如出现A的情况,一般通过调节脉高分析器的窗宽就很容易将两者分开。当出现B和C的情况时,用脉高分析器就无能为力了。这时,必须通过选用晶面间距小的分光晶体,调窄记数管狭缝等办法来解决。
(3)谱线形态变化引起峰位改变
根据莫塞莱定律,原子序数Z决定特征X射线的波长。当元素组成化合物时,其谱线峰位与各自为单质时的谱线峰位有所不同。如图89.3如示,SiO2的峰与单质Si相比就会向短波长一侧移动。
图89.3 元素组成化合物与单质时的X射线谱的形态变化引起峰位改变
89.1.2.2 元素线、面分布定性分析
将电子束偏转,在试样表面上扫描; 或固定电子束,移动试样进行扫描,都可以得到一种或几种元素在同一扫描线上的浓度变化曲线。正式记录前,最好先作一次线扫描预分析,调节零点和增益,使高含量谱线不致于越出,而低含量谱线又能有明显的反映 [图89.4 (b) ]。
用电子束线扫描时,应调节电子束扫描速度、元素含量变化曲线的位置和增益等,以便得到理想的线扫描图象 [见图89.4 (a) ]。
面分布分析是通过特征 X 射线像的观察,或通过吸收电子或背散射电子像的观察来对试样的元素含量或平均原子序数作出大致的判断。
元素特征 X 射线面扫描图像能反映试样表面分析区的元素分布情况 (见图89.5) 。图像上的白点密表示某种元素的含量高,稀则表示元素含量低。由于背景影响的存在,即使不含某种元素,扫描图像上也会有少量白点出现。正因为如此,含量在 1% 以下的元素,很难在面分布图像上与背景区分开。这时,可用更精密的半定量面扫描法进行分析。
图89.4 元素线分析方式
图89.5 电气石中所含的微量 F 与 Mg 的元素面分布图
面分析通常用于检查被分析区域内需作定量分析的元素的面分布是否均匀,有无包体,最后选定具有代表性的区域进行分析,以确保定量分析的代表性和准确性。