低能x射线能谱仪分析钢表面氮化层

EDAX低能x射线光谱仪(LEXS)是一种波长色散光谱光谱仪(WDS)，它由能够执行平行光束操作的x射线光学系统组成。高收集光学提供高效率的测试轻元素，特别是O B, N，和C，具有完整的操作范围从80 eV到2.4 keV。本文讨论了用LEXS检测钢氮化物层中轻元素的方法。

应用程序

为了了解钢中氮化物的成分和分布，需要对x射线图、定量和线扫描进行高度精确的x射线数据收集。

光谱仪的条件

为此选择了LEXS WDS光谱仪。如图1所示，将氮化硼标准品与一些纯元素一起测量，以便于对待计算的未鉴定的氮化元素进行定量分析。所有样品在20 ~ 25 nA的束流和10 kV的加速电压下进行了分析。

采用钨丝扫描电子显微镜(SEM)和吉时利皮科电流表(Keithley Pico)跟踪束流。对样品进行了能量色散谱分析(EDS)，包括WDS数据。

同时采集WDS和EDS数据允许对某些高原子序数样品应用EDS数据，但在这种情况下没有发生。两个探测器的起飞角度为35°。仪器的工作距离为17毫米。这个距离对仪器是精确的，如果扫描电镜室允许，可以相对较小。

图1所示。BN的WDS(上)和EDS(下)谱。WDS谱显示出B K和N K的峰。

氮化测量

在WDS系统的帮助下，测量了钢表面的氮层，得到了基体和氮层的x射线图。图2为氮K x射线图和SEM图像(BSE图像)。

图2。BSE图像和nk x射线层图。

最上层是铝涂层，底层是基材，明亮的中间层是氮化层。图像为128 x 100像素，停留时间为200毫秒/像素。该层显示不同水平的N，可能来自该层内部的不同阶段。x射线数据是从氮化层下部和中部的一个点上获得的。图3和图4显示了采集到的光谱。

图3。WDS(上)和EDS(下)的光斑分析，较低部分为氮化物层。

图4。WDS(上)和EDS(下)的光斑分析，中间部分为氮化物层。

图4所示的两个光谱是用氮化硼标准测量的。从表1和表2的结果可以看出，氮化物层中较亮的部分氮浓度较高，较暗的部分氮浓度较低。

表1。降低现场分析。

元素	Wt %	在%	K-Ratio	Z	一个	F
N K	7.81	25.63	0.0502	1.205	0.5331	1.0014
菲L	90.32	74.37	0.8311	0.9799	0.939	1
总计	98.133	One hundred.

表2。中间位置分析。

元素	Wt %	在%	K-Ratio	Z	一个	F
N K	9.32	28.97	0.0609	1.201	0.5435	1.0014
菲L	91.14	71.03	0.8324	0.9767	0.9351	1
总计	100.467	One hundred.

LEXS

LEXS经过优化处理低能量微分析。它利用创新的高收集光学(HCO)，能够捕获最大计数率，提供快速x射线分析在最高分辨率可能。

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。它适用于从Ti La或从W或Ta Ma的N Ka或Si Ka等重叠，计数率足够高，测试速度不是该系统的限制。

结论

LEXS,配备高性能光学,是完全适合测试光元素是美国系统可以产生大量的数据集,允许材料特性研究人员完全理解化学和组合的趋势在整个层,如氮化层测试。

LEXS系统对氮的高性能对计算层内浓度水平非常有用。整个目标区域的x射线图和线扫描剖面显示了各个层的氮化强度。

这些信息已经从EDAX公司提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载

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