2. 无标样定量分析：标样X射线强度是通过 理论计算或者数据库进行定量计算。
EDS定量分析原理
试样中A元素特征X射线的强度IA与试样中A元素的含量 成比例，所以只要在相同条件下，测出试样中A元素 的X射线强度IA与标样中A元素的X射线强度I(A)比，近 似等于浓度比：
KA=IA/I(A)～CA/C(A)
EDS检测(未镀膜）
cps/eV 4.5 4.0 3.5 3.0 Cl 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 1 2 3 keV 4 5 6 C Ca O Cl Ca
El AN
unn. C norm. C Atom. C Error (1 Sigma) K fact. Z corr. A corr. F corr. [wt.%] [wt.%] [at.%] [wt.%] ------------------------------------------------------------------------------------C 6 K-series 63.77 66.81 81.86 7.68 1.515 0.441 1.000 1.000 Cl 17 K-series 23.11 24.21 10.05 0.80 0.086 2.794 1.000 1.007 O 8 K-series 8.29 8.68 7.98 1.25 0.119 0.731 1.000 1.00 Ca 20 K-series 0.29 0.30 0.11 0.04 0.001 2.722 1.000 1.017 -------------------------------------------------------------------------------------
EDS原理及应用
12091024 吴保华
EDS
EDS可以与EPMA，SEM，TEM等组 合，其中SEM－EDS组合是应用最 广的显微分析仪器，EDS的发展， 几乎成为SEM的表配。是微区成 份分析的主要手段之一。
能谱仪：EDS (Energy Dispersive Spectrometer)
能谱的特点
Series
EDS检测（镀膜）
cps/eV 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 3 4 keV El AN Series unn. C norm. C Atom. C Error (1 Sigma) K fact. Z corr. A corr. F corr. [wt.%] [wt.%] [at.%] [wt.%] ------------------------------------------------------------------------------------C 6 K-series 76.48 76.48 80.94 8.54 0.897 0.852 1.000 1.000 O 8 K-series 15.99 15.99 12.71 2.29 0.108 1.475 1.000 1.000 N 7 K-series 6.54 6.54 5.93 1.39 0.052 1.267 1.000 1.000 Na 11 K-series 0.58 0.58 0.32 0.07 0.002 2.504 1.000 1.001 Cl 17 K-series 0.23 0.23 0.08 0.04 0.001 4.098 1.000 1.018 Ag 47 L-series 0.18 0.18 0.02 0.04 0.001 2.815 1.000 1.022 ------------------------------------------------------------------------------------1 2 5 Cl Ag C N O
3
目的合理选择分析方法。 定点分析灵敏度最高，面扫描分析灵敏
2
度最低，但观察元素分布最直观。 点、线、面分析方法用途不同，检测灵敏度也 不同
1
SEM检测
1倍Ag 500X 正 1.5倍Ag 500X 正 1.5倍Ag 1000X 正
1.5倍Ag 20000X 正
1.5倍Ag 2000X 侧
1.5倍Ag 2000X 侧
EDS的分析方法－面分布
电子束在试样表面 扫描时，元素在试 样表面的分布能在 屏幕上以亮度（或 彩色）分布显示出 来（定性分析）， 亮度越亮，说明元 素含量越高。研究 材料中杂质、相的 分布和元素偏析常 用此方法。面分布 常常与形貌对照分 析。
EDS的分析方法的特点
实际操作中要根据试样特点及分析
EDS的分析方法－点分析
电子束（探针）固 定在试样感兴趣的 点上，进行定性或 定量分析。该方法 准确度高，用于显 微结构的成份分析， 对低含量元素定量 的试样，只能用点 分析。
EDS的分析方法－线扫描分析
电子束沿一条分 析线进行扫描时， 能获得元素含量 变化的线分布曲 线。结果和试样 形貌像对照分析， 能直观地获得元 素在不同相或区 域内的分布。
电子-空穴对形成电压脉冲信号，探测器输 出的电压脉冲高度对应X射线的能量。
定性分析
能谱定性分析原理
X射线的能量为E＝hγ h为普朗克常数，γ为光子振动频率。 不同元素发出的特征X射线具有不同频率， 即具有不同能量，只要检测不同光子的能量 （频率γ）, 即可确定元素－定性分析。
定量分析
分析方法 1. 有标样定量分析：在相同条件下，同时测 量标样和试样中各元素的X射线强度，通过 强度比，再经过修正后可求出各元素的百 分含量。有标样分析准确度高。
Na
Cl
Ag
Thank you !
•能快速、同时对各种试样的微区内Be-U的所有元素， 元素定性、定量分析，几分钟即可完成。 •对试样与探测器的几何位置要求低，可以在低倍率下 获得X射线扫描、面分布结果。 •能谱所需探针电流小：对电子束照射后易损伤的试样， 例如生物试样、快离子导体试样、玻璃等损伤小。 •检测限一般为0.1%－0.5%，中等原子序数的无重叠峰 主元素的定量相误差约为2%。
X能谱仪检测原理
光子能量检测过程
X射线光子进入锂漂移硅Si(Li)探测器后， 在晶体内产生电子一空穴对。在低温下，产 生一个电子－空穴对平均消耗能量为3.8ev。 能量为E的X射线光子产生的电子－空穴对为 N＝E/3.8 。
例如：MnKa能量E为5.895KeV，形成的电子 －空穴对为1550个。CaK: 3.7KeV，约产生 1,000电子－空穴对。
当试样与标样的元素及含量相近时，上式基本成立， 一般情况下必须进行修正才能获得试样中元素的浓度。 KA=CA/C(A)×(ZAF)A/(ZAF)(A) (ZAF)A和(ZAF)(A)分别为试样和标样的修正系数
EDS定量分析原理
ZAF定量修正
ZAF定量修正方法是最常用的一种理论修正法，一 般EPMA或能谱都有ZAF定量分析程序。
Z：原子序数修正因子。（电子束散射与Z有关）
A：吸收修正因子。（试样对X射线的吸收） F：荧光修正因子。（特征X射线产生二次荧光）
半定量分析
无标样定量分析
无标样定量分析是X射线显微分析的一种快 速定量方法。强度比K＝IS/IStd。
表达式中IStd是标样强度，它是由纯物理计 算，或用标样数据库给定的，适应于不同 的实验条件。其计算精度不如有标样定量 分析。