首先简单介绍一下能谱仪
能谱仪:能谱仪(EDS,Energy Dispersive Spectrometer)是用来对材料微区成分元素种类与含量分析,主要配合扫描电子显微镜与透射电子显微镜的使用。
工作原理:各种元素具有自己的X射线特征波长,特征波长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量△E,能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。
能谱图
先放出一张依据能谱仪输出数据自己绘制的一张能谱图,具体元素并未给出,这里主要利用这张图片介绍以下能谱图的横纵坐标。
依据数据所绘制能谱图
能谱图横坐标:代表的是X射线能量(binding energy),单位是keV,不同元素电子跃迁所需要的激发能量是不同的,因此从根据谱峰的横坐标位置可以确定元素的种类。
能谱图纵坐标:cps/eV代表的是信号强度,根据检测到的信号强度,与存储在软件中的标准值进行比较,经过校正后就可以得到该元素的含量。
下面这张图能谱仪输出的一张能谱图,材料为铝铜合金
铝铜合金能谱图
在此主要针对上图解释两个关键点
一:为什么图中Cu的峰值比Al高,而下面表格中测得数据Al的含量高与Cu?
能谱图中,谱峰的高度与元素含量并非直接正相关,即在谱图中看见最高的峰,不一定是含量最高的元素。
二:为什么图中出现两个Cu峰值
能谱分析每个元素会有多个谱峰,谱峰数量是由元素的电子层数量决定的,电子层数越多,其谱峰也越多。定量分析时,会根据元素的不同选择其中最合适的一个谱峰计算元素含量。因此,谱峰数量的多少与元素含量没有关系。