EDX，全稱:Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy，能量色散X射線光譜儀
基本介紹
- 中文名：能量色散X射線光譜儀
- 外文名：Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy
- 簡稱：能譜
- 英文簡稱：EDX
作用,套用,原理,
作用
EDX是藉助於分析試樣發出的元素特徵X射線波長和強度實現的， 根據不同元素特徵X射線波長的不同來測定試樣所含的元素。通過對比不同元素譜線的強度可以測定試樣中元素的含量。通常EDX結合電子顯微鏡使用，可以對樣品進行微區成分分析。
套用
常用的EDX探測器是矽滲鋰探測器。當特徵X射線光子進入矽滲鋰探測器後便將矽原子電離，產生若干電子-空穴對，其數量與光子的能量成正比。利用偏壓收集這些電子空穴對，經過一系列轉換器以後變成電壓脈衝供給多脈衝高度分析器，並計數能譜中每個能帶的脈衝數。
原理
一個內層電子被激發而出現一個空穴，使整個原子體系處於不穩定的激發態，激發態原子壽命約為 (10)-12-(10)-14s，然後自發地由能量高的狀態躍遷到能量低的狀態。這個過程稱為馳豫過程。馳豫過程既可以是非輻射躍遷，也可以是輻射躍遷。當較外層的電子躍遷到空穴時，所釋放的能量隨即在原子內部被吸收而逐出較外層的另一個次級光電子，此稱為俄歇效應，亦稱次級光電效應或無輻射效應，所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。
它的能量是特徵的，與入射輻射的能量無關。當較外層的電子躍入內層空穴所釋放的能量不在原子內被吸收，而是以輻射形式放出，便產生X射線螢光，其能量等於兩能級之間的能量差。因此，X射線螢光的能量或波長是特徵性的，與元素有一一對應的關係。 K層電子被逐出後,其空穴可以被外層中 任一電子所填充，從而可產生一系列的譜線，稱為K系譜線：由L層躍遷到K層輻射的X射線叫Kα射線,由M層躍遷到K層輻射的X射線叫Kβ射線……。
同樣,L層電子被逐出可以產生L系輻射。如果入射的X 射線使某元素的K層電子激發成光電子後L層電子躍遷到K層，此時就有能量ΔE釋放出來，且ΔE=EK-EL，這個能量是以X射線形式釋放，產生的就是Kα 射線，同樣還可以產生Kβ射線 ，L系射線等。莫斯萊(H.G.Moseley) 發現，螢光X射線的波長λ與元素的原子序數Z有關，其數學關係如下： λ=K(Z-s)-2 這就是莫斯萊定律，式中K和S是常數，因此,只要測出螢光X射線的波長,就可以知道元素的種類,這就是螢光X射線定性分析的基礎。此外,螢光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關係，據此，可以進行元素定量分析。
X射線的產生利用X射線管（圖2），施加高電壓以加速電子，使其衝撞金屬陽極（對陰極）從而產生X射線。從設計上分為橫窗型（side window type）和縱窗型（end window type）兩種X射線管，都是設計成能夠把X射線均勻得照射在樣品表面的結構。
X射線視窗，一般使用的是鈹箔。陰極（也叫做：靶材）則多使用是鎢(W)、銠(Rh)、鉬（Mo）、鉻（Cr）等材料。這些靶材的使用是依據分析元素的不同而使用不同材質。原則上分析目標元素與靶材的材質不同。
如何利用螢光X射線進行定量分析
在包含某種元素1的樣品中，照射一次X射線，就會產生元素1的螢光X射線，不過這個時候的螢光X射線的強度會隨著樣品中元素1的含量的變化而改變。元素1的含量多，螢光X射線的強度就會變強。注意到這一點，如果預先知道已知濃度樣品的螢光X射線強度，就可以推算出樣品中元素1的含量。採用定量分析的時候，可以在樣品中加入高純度的二氧化矽，作為參比樣，並且摻量是已知的。這樣可以間接知道其他組分的含量。
利用螢光X射線進行定量分析的時候，大致分為3個方法。一個是製作測量線的方法（經驗係數法）。這個方法是測定幾點實際的已知濃度樣品，尋求想測定元素的螢光X射線強度和濃度之間的關係，以其結果為基礎測定未知樣品取得螢光X射線，從而得到濃度值。
另一個方法是理論演算的基礎參數法（FP法）。這個方法在完全了解樣品的構成和元素種類前提，利用計算的各個螢光X射線強度的理論值，推測測定得到未知樣品各個元素的螢光X射線強度的組成一致。
NBS-GSC法也稱作理論Alpha係數法。它是基於螢光X射線激發的基本原理，從理論上使用基本物理參數計算出樣品中每個元素的一次和二次特徵X射線螢光強度的。基於此再計算Lachance綜合校正係數，然後使用這些理論α係數去校正元素間的吸收增強效應。它與經驗係數法不同，這些校正係數是從“理論”上取得的，而非建立在“經驗”上。因而它也不需要那么多的標樣，只要少數標樣來校準儀器因子。
