实用X射线光谱分析

第1章X射线的物理基础0011.1X射线的定义0011.2X射线光谱0021.2.1连续X射线光谱0021.2.2原子结构及轨道能级0041.2.3特征X射线光谱0071.2.4莫塞莱定律0081.2.5特征X射线光谱强度间的相对关系0091.3俄歇效应：伴线0101.4荧光效应：荧光产额011参考文献012第2章X射线的基本性质0132.1X射线的散射0132.1.1相干散射0142.1.2康普顿散射0152.2X射线的衍射与偏转0172.2.1布拉格衍射原理0172.2.2X射线的偏转0192.2.3镜面反射0202.2.4全反射0202.3X射线的吸收0212.3.1质量吸收或衰减系数0222.3.2质量吸收或衰减系数与波长及原子序数的关系0232.3.3吸收限及临界厚度0232.3.4反平方定律025参考文献026第3章X射线的激发0273.1初级激发0273.2次级激发0283.2.1单色激发0283.2.2多色激发0293.3互致激发（次生激发）0313.4激发源0323.4.1放射性同位素0333.4.2同步辐射光源0353.4.3X射线管0363.4.4二次靶038参考文献039第4章X射线的色散0404.1概述0404.2波长色散0404.3能量色散0424.4非色散044参考文献047第5章X射线的探测0485.1概述0485.2气体正比型探测器0495.3探测器的光电转换参数0555.4闪烁计数器0585.5固体探测器0595.5.1锂漂移硅［Si（Li）］探测器0605.5.2珀尔贴（Peltier）效应0625.5.3SiPIN探测器0635.5.4硅漂移探测器（SDD）0645.5.5高纯锗（Ge）探测器0645.6探测效率及能量分辨率0655.6.1量子计数效率0655.6.2能量分辨率0675.7各种常用探测器的比较070参考文献071第6章X射线的测量0736.1测量系统0736.1.1概述0736.1.2前置放大器0746.1.3主放大器0746.1.4脉冲高度选择器0756.1.5脉冲高度分布曲线0776.1.6多道脉冲分析器（MCA）0796.1.7脉冲高度分布的自动选择0816.1.8定标器及定时器0826.1.9微处理机0826.2测量方法0826.2.1定时计数（FT）法0836.2.2定数计时（FC）法0836.2.3最佳定时计数（FTO）法084参考文献085第7章波长色散X 射线荧光光谱仪0867.1概述0867.2波长色散光谱仪的基本结构0867.2.1X光管0877.2.2准直器0917.2.3辐射光路0927.2.4分光晶体0937.2.5平面晶体色散装置0987.2.6弯曲晶体色散装置0997.2.7测角仪1017.3探测器1027.4脉冲高度分布及脉冲高度分析器1037.5定标计数电路1057.6测量参数的选择106参考文献109第8章能量色散X射线荧光光谱仪1108.1概述1108.2光谱仪结构1118.2.1能量色散探测器1128.2.2多道脉冲高度分析器1148.2.3滤光片及其选择1178.2.4X光管1208.3通用型能量色散光谱仪1208.4三维光学能量色散光谱仪1228.4.1偏振原理1238.4.2二次靶1248.5谱处理技术1278.5.1光谱数据的基本组成1288.5.2谱处理的基本步骤1338.5.3常用的谱处理方法1358.6能量色散X射线荧光分析技术的特殊应用1478.6.1全反射X射线荧光光谱分析（TXRF）1478.6.2同步辐射X射线荧光光谱分析（SRXRF）1528.6.3微束X射线荧光光谱分析（μXRF）153参考文献159第9章基体效应1619.1概述1619.2基体效应1629.2.1吸收增强效应1629.2.2吸收增强效应对校准曲线的影响1649.2.3吸收增强效应的预测1649.3物理化学效应1669.3.1颗粒度、均匀性及表面结构影响1669.3.2样品的化学态效应1709.3.3样品的无限厚度与分析线波长的关系171参考文献174第10章光谱背景和谱线重叠17510.1光谱背景17510.2光谱背景的起源与性质17610.2.1光谱背景的测量与校正17610.2.2降低背景的若干方法18010.3光谱干扰的来源18110.3.1光谱干扰的类别18110.3.2消除干扰的方法18310.4灵敏度S18910.4.1检测下限18910.4.2定量下限190参考文献191第11章定性与半定量分析19211.1概述19211.2光谱的采集与记录19411.3谱峰的识别与定性分析19811.3.1谱峰的平滑19811.3.2谱峰的检索19911.3.3谱峰的识别(匹配)20011.3.4元素标注20211.4半定量分析202参考文献208第12章定量分析——实验校正法21012.1概述21012.2标准校准法21012.3加入内标校准法21112.4散射内标法21512.4.1散射背景比例法21512.4.2散射靶线比例法21612.5二元比例法21812.6基体稀释法21912.7薄膜法(薄试样法)220参考文献221第13章定量分析——数学校正法22313.1概述22313.2数学校正法22313.2.1经验系数法22313.2.2理论影响系数法22813.2.3基本参数法22913.3X射线荧光理论强度的计算232参考文献241第14章样品制备24314.1概述24314.2固体样品的制备24314.3粉末试样的制备24614.3.1松散粉末的制备24814.3.2粉末压片24814.4熔融法25014.4.1经典熔融法25214.4.2熔融设备25714.4.3离心浇铸重熔技术25914.5液体试样的制备26114.5.1溶液法26114.5.2离子交换法262参考文献263第15章应用实例26415.1痕量元素分析26415.1.1概述26415.1.2背景及光谱重叠的校正方法26415.1.3基体影响的校正26815.1.4校准曲线27015.2宽范围氧化物分析27215.2.1概述27215.2.2方法要点27215.2.3合成标准的配制27315.2.4样品制备27315.2.5分析测量条件27415.2.6方法验证27515.3油类分析27715.3.1概述27715.3.2方法要点27715.3.3结论28015.4钢铁与合金分析28115.4.1概述28115.4.2方法要点28215.4.3分析测量参数28315.4.4方法准确度的验证28415.5痕量元素的能量色散X射线荧光光谱分析28515.5.1概述28515.5.2仪器及实验条件28515.5.3方法要点28515.6高能激发能量色散X射线荧光光谱分析28715.6.1概述28715.6.2方法要点28815.6.3仪器及测量条件28915.6.4样品制备29015.6.5校准的准确度290参考文献292第16章薄膜和镀层厚度的测定29416.1概述29416.2薄膜及样品无限厚度的定义29416.3薄膜厚度测定的基本方法29716.3.1薄膜 (镀层)发射法29716.3.2基底线吸收法29816.3.3理论校准法29916.3.4测定多层薄膜的基本参数法30116.4应用实例30316.4.1镀锌板镀锌层质量厚度的测定30316.4.2彩涂板镀层厚度及铝锌含量的测定30416.4.3镀锡板的镀锡层厚度测定30416.4.4硅钢片绝缘层厚度测定305参考文献307第17章分析误差与不确定度30817.1概述30817.2数值分析中的若干基本概念30817.2.1真值与平均值30817.2.2精密度和准确度31017.2.3分析误差31017.2.4分布函数31117.2.5计数统计学与测量误差31417.3误差来源及统计处理31617.3.1强度计数的标准偏差31717.3.2最佳计数时间的选择31817.3.3提高精密度与准确度的基本措施31817.4不确定度及计算31917.4.1测量不确定度31917.4.2统计不确定度32017.4.3误差传递与不确定度32017.4.4不确定度的计算32117.4.5平均值不确定度的计算32117.4.6统计波动32217.5最小二乘法的统计学原理32217.5.1线性最小二乘法拟合32317.5.2多元线性拟合32517.5.3多项式拟合32517.5.4非线性最小二乘法拟合326参考文献328附录3301分析误差允许范围3302常用元素化合物的换算系数表3373元素名称、符号、原子序数及相对原子质量数据表3424K、L、M系激发电位（kV）/结合能（keV）3435K、L、M系吸收限波长3466K、L系主要谱线的光子能量3487K、L、M系平均荧光产额3508K和LⅢ吸收限陡变比（r）及（r-1）/r值3529K系主要谱线的波长35310L系主要谱线的波长35611M系主要谱线的波长36012M系主要谱线的光子能量361索引364