低能x射线能谱仪分析钢中碳化物层

EDAX低能x射线光谱仪(LEXS)是一种波长色散光谱(WDS)光谱仪,由能够执行平行光束操作的x射线光学组成。高收集光学提供高效率分析轻元素,特别是O、B、N和C,具有从80 eV到2.4 keV的完整操作范围。

本文讨论了用LEXS检测钢中碳化物层中轻元素的方法。

应用程序

为了了解不锈钢上硬质合金层的成分和分布,需要高精度的x射线数据采集进行量化。

光谱仪的条件

用于WDS应用的光谱仪是LEXS。用少量的纯元素确定了碳化物标准序列,以便对待测碳化物进行定量分析。所有样品均采用20 ~ 25 nA的束流和10 kV的加速电压进行测量。

在基思利皮科电流表的辅助下,利用钨丝扫描电子显微镜(SEM)观察束流。结合WDS数据,对样品进行能谱分析(EDS)。

同时采集WDS和EDS数据,使用户能够将EDS数据应用于一些较高原子数的样品;但是,在本例中没有这样做。两个探测器的起飞角度为35°,仪器的工作距离为17 mm。这个距离是特定于仪器的,如果扫描电镜室允许,可以更小。

标准测量

在WDS中需要精确的定量标准。在本研究中,碳化物标准为Cr3.C2、碳化硅、铬7C3., TiC和Fe3.C被利用。样品的EDS和WDS谱图3.C和TiC分别如图1和图2所示。

Fe3C的光谱。WDS数据(上)为C K和Fe L线,EDS(下)为C K、Fe L和K线。

图1所示。光谱的铁3.C. WDS数据(上)为C K、Fe L谱线,EDS(下)为C K、Fe L、K谱线。

TiC的WDS(上)和EDS(下)谱。

图2。TiC的WDS(上)和EDS(下)谱。

硬质合金测量

用等离子喷涂技术对铸铁表面进行了碳涂层分析。碳化物的直径约为2µm,长度约为10µm,采用点模进行测试。图3显示了样品的光谱,WDS系统的选择性和高灵敏度清晰地显示出来。从定量数据出发,利用实测标准计算了碳化物层浓度。表1显示了结果。

碳化物的WDS(上)谱和EDS(下)谱。

图3。碳化物的WDS(上)谱和EDS(下)谱。

表1。碳化物的定量结果。

元素 Wt % 在% K-Ratio Z 一个 F 净强度 背景强度 强度误差 P / B
C K 22.68 59 0.1133 1.193 0.3706 1.0003 6238.6 228.4 3.52 27.31
Cr L 57.52 34.56 0.415 0.959 0.6401 1.0001 10144.47 3208.13 1.18 3.16
莫L 19.8 6.45 0.1874 0.851 0.9967 1.0027 466.04 132.46 4.04 3.52
总计 One hundred. One hundred.

LEXS

LEXS经过优化处理低能量微分析。它采用创新的高收集光学(HCO),记录最大计数率,以最高分辨率提供快速x射线分析。LEXS是专为低能x射线微分析而设计的,分辨率低于20ev, x射线能量低于2.5 keV的峰值背景比高。它适用于克服如N Kα来自Ti Lα和Si Kα来自Ta Ma或W的重叠,计数率足够高,测试速度不是该系统的限制。

结论

配备高性能光学元件的LEXS适用于从Be K到S K的轻元素测试。数据显示了LEXS系统建立钢上碳化物浓度的能力。这无疑表明LEXS是EDS系统的一个独特的补充工具,有助于轻元素的精确测定。

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引用

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  • 美国心理学协会

    EDAX。(2020年,09年12月)。用低能x射线能谱仪(LEXS)分析钢上碳化物层。AZoM。于2021年10月04日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=12955检索。

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  • 哈佛大学

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