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    应用报告 | 为什么能量分辨率对WDS分析如此重要?

    发布时间: 2021-03-16 15:52 来源:牛津仪器科技(上海)有限公司

    波谱法(WDS)和能谱法(EDS)都是扫描电子显微镜(SEM)下的元素分析方法。虽然WDS技术发展的更早,但并未像EDS那样得到广泛的应用。这两种技术存在很多相似和不同处:本质上WDS依靠可机械移动的晶体依次探测单个X射线线系,获得更高的能量分辨率;而EDS并行探测具有不同能量的X射线。

    WDS最大的优势在于它的能量分辨率通常优于能谱仪10倍以上。因此WDS可以获得具有高峰背比和几乎无重叠峰的X射线谱图。因此,WDS非常适合以下两种应用需要:

    (1) EDS谱图中出现复杂重叠峰,特别是当某一元素浓度较低时;

    (2) 痕量元素,且在EDS谱图中峰背较低,难以确认;

    以含有过渡元素钛 (Ti) 和钒 (V) 的材料为例(如下图所示),Ti Kβ1 (4.932keV) 和V Kα1 (4.952 keV) 的能量差仅为20 eV;考虑到V Kα2(4.945keV)的影响,这一差别实际上会更小。如此严重的谱峰重叠给Ti-V-Al合金和Ti-V矿物的定量分析带来了很大挑战。一个合格的能谱探测器的分辨率为120-130eV,因此无法仅通过EDS探测器分离这两条谱线。从以下Ti-6Al-V合金的EDS谱图中可以观察到V Kα 信号增加了Ti Kβ 峰的高度,这一现象仅在使用AZtec软件显示两种元素的各自贡献时才明显。

      以上为Ti-6Al-4V的EDS谱图。

      粉色曲线显示了Ti对总谱图的贡献,棕色部分均来自V的 K线系。右侧小图显示了谱图全貌,从中可以观察到V元素的存在对Ti Kα 和Kβ 峰相对高度的影响。


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