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1、现代分析测试技术成分分析技术第1页，本讲稿共12页n n玩具中玩具中玩具中玩具中有害重金属有害重金属有害重金属有害重金属元素分析元素分析元素分析元素分析n n金属金属金属金属结构复杂零件结构复杂零件结构复杂零件结构复杂零件（器件）元素分析（器件）元素分析（器件）元素分析（器件）元素分析n n测定高纯水中测定高纯水中测定高纯水中测定高纯水中微量杂质微量杂质微量杂质微量杂质n n汉阳陵陶俑彩釉汉阳陵陶俑彩釉汉阳陵陶俑彩釉汉阳陵陶俑彩釉的元素分析的元素分析的元素分析的元素分析n n中草药中中草药中中草药中中草药中多种微量元素多种微量元素多种微量元素多种微量元素的同时测定的同时测定的同时测定的同时测定
2、化学元素分析技术应用实例化学元素分析技术应用实例化学元素分析技术应用实例化学元素分析技术应用实例第2页，本讲稿共12页第三讲第三讲第三讲第三讲 表面（层）成分分析技术表面（层）成分分析技术表面（层）成分分析技术表面（层）成分分析技术qq研究内容及分析技术特点研究内容及分析技术特点研究内容及分析技术特点研究内容及分析技术特点qqXPSXPSXPSXPS/AES/SIMSAES/SIMSAES/SIMSAES/SIMS技术技术技术技术qqEPMAEPMAEPMAEPMA技术技术技术技术第3页，本讲稿共12页n n分析基本原理：作用性质分析基本原理：作用性质分析基本原理：作用性质分析基本原理：作用性
3、质检测的检测的检测的检测的特征物理量特征物理量特征物理量特征物理量、检测器、检测器、检测器、检测器分辨率分辨率分辨率分辨率、检测、检测、检测、检测元素范围元素范围元素范围元素范围、信号、信号、信号、信号来源空间来源空间来源空间来源空间；n n定量分析方法：定量分析方法：定量分析方法：定量分析方法：定量分析精度定量分析精度定量分析精度定量分析精度质量损失、元素损失；定量分析分质量损失、元素损失；定量分析分质量损失、元素损失；定量分析分质量损失、元素损失；定量分析分辨率；辨率；辨率；辨率；n n实验技术：实验技术：实验技术：实验技术：常规常规常规常规分析方法；分析方法；分析方法；分析方法；最重要最
4、重要最重要最重要分析功能；分析功能；分析功能；分析功能；特殊特殊特殊特殊分析技术；分析技术；分析技术；分析技术；化学元素分析技术特点及特性比较化学元素分析技术特点及特性比较化学元素分析技术特点及特性比较化学元素分析技术特点及特性比较第4页，本讲稿共12页仪器仪器类别类别 特征物理量特征物理量（分析依据）（分析依据）检测器性质检测器性质（检测器分辨率）（检测器分辨率）检测元素范围检测元素范围（元素灵敏度）（元素灵敏度）信号来源空间信号来源空间（微区分析能力）（微区分析能力）电子探针电子探针分析仪分析仪特征特征X X射线的射线的波长及能量波长及能量SiSi（LiLi）固体探测固体探测器、器、X X
5、光子计数器光子计数器Z Z：11119292；4 49292；D D1m1m；H H 1m1mX X射线荧射线荧光光谱仪光光谱仪特征特征X X射线的射线的波长及能量波长及能量SiSi（LiLi）固体探测固体探测器、器、X X光子计数器光子计数器Z Z：11119292；4 49292；D D100m100m；H H：m mmmmm原子发射原子发射光谱仪光谱仪原子光谱灵原子光谱灵敏线的波长敏线的波长分光元件、光电倍分光元件、光电倍增管增管全元素全元素体相检测体相检测原子吸收原子吸收光谱仪光谱仪特征波长谱线特征波长谱线强度的衰减量强度的衰减量光电倍增管光电倍增管元素由元素灯元素由元素灯决定决定体相
6、检测体相检测X X射线光射线光电子谱仪电子谱仪原子轨道的光原子轨道的光电子结合能电子结合能半球型能量分析器半球型能量分析器全元素（全元素（H H、HeHe除外）除外）表面表面2 25 5nmnm俄歇电子俄歇电子能谱仪能谱仪俄歇电子俄歇电子的动能的动能筒镜型能量分析器筒镜型能量分析器全元素（全元素（H H、HeHe除外）除外）表面表面1 13 3nmnm；化学元素分析仪器化学元素分析仪器化学元素分析仪器化学元素分析仪器分析基本原理比较分析基本原理比较分析基本原理比较分析基本原理比较第5页，本讲稿共12页仪器类别仪器类别 常规分析方法常规分析方法最重要分析功能最重要分析功能特殊分析技术特殊分析技术
7、电子探针电子探针分析仪分析仪表层元素定性、半定量表层元素定性、半定量 分析；分析；固体试样表层元素固体试样表层元素定性及相对定量定性及相对定量表层元素的线分布表层元素的线分布及面分布测试；及面分布测试；X射线荧光射线荧光光谱仪光谱仪表层元素定性、半定量表层元素定性、半定量 分析；分析；无标样定量分析无标样定量分析（基本参数法）（基本参数法）薄膜厚度、化学元薄膜厚度、化学元素面分布测试素面分布测试原子发射原子发射光谱仪光谱仪全元素定性、半定量、全元素定性、半定量、定量分析定量分析全元素定量分析全元素定量分析原子吸收原子吸收光谱仪光谱仪单元素定量分析单元素定量分析单元素定量分析单元素定量分析还原氢
8、化物、间接还原氢化物、间接原子吸收原子吸收X射线光电射线光电子能谱仪子能谱仪表面元素定性分析表面元素定性分析表面元素半定量表面元素半定量 分析分析元素的化学价态分析元素的化学价态分析离子束剥离技术离子束剥离技术变角变角XPS技术技术俄歇电子俄歇电子能谱仪能谱仪表面元素定性分析表面元素定性分析表面元素半定量表面元素半定量 分析分析深度剖析和薄膜界面的深度剖析和薄膜界面的化学价态分析化学价态分析微区分析：表面元微区分析：表面元素的化学成像素的化学成像化学元素分析仪器化学元素分析仪器化学元素分析仪器化学元素分析仪器实验技术比较实验技术比较实验技术比较实验技术比较第6页，本讲稿共12页q测定测定表面元
9、素组成表面元素组成及及表面元素化学态表面元素化学态q测定元素在表层的分布测定元素在表层的分布-元素在表面的元素在表面的横向分布横向分布及及深度（纵向）分布深度（纵向）分布表面组分分析技术研究内容表面组分分析技术研究内容表面组分分析技术研究内容表面组分分析技术研究内容第7页，本讲稿共12页 分析方法名称分析方法名称简简 称称 主要用途主要用途俄歇电子能谱俄歇电子能谱AESAES成分成分扫描俄歇探针扫描俄歇探针 SAMSAM微区成分微区成分俄歇电子出现电势谱俄歇电子出现电势谱 AEAPSAEAPS成分成分电离损失谱电离损失谱 ILSILS成分成分能量弥散能量弥散x x射线谱射线谱 EDXSEDXS
10、成分成分软软x x射线出现电势谱射线出现电势谱SXAPSSXAPS成分成分消隐电势谱消隐电势谱DAPSDAPS成分成分x x射线光电子谱射线光电子谱XPSXPS成分、化合态成分、化合态离子探针质量分析离子探针质量分析IMMAIMMA微区成分微区成分次级离子质谱次级离子质谱SIMSSIMS成分成分次级中性离子质谱次级中性离子质谱SNMSSNMS成分成分离子散射谱离子散射谱ISSISS成分、结构成分、结构卢瑟福背散射谱卢瑟福背散射谱RBSRBS成分、结构成分、结构中性粒子碰撞诱导辐射中性粒子碰撞诱导辐射 SCANIIRSCANIIR成分成分第8页，本讲稿共12页XPS XPS AES AES IS
11、S ISS SIMS SIMS 测氢测氢 NoNoNoNoNoNoYesYes元素灵敏度均匀性元素灵敏度均匀性 GoodGoodGoodGoodGoodGoodBadBad最小可检测灵敏度最小可检测灵敏度 1010-2-2-10-10-3-31010-2-2-10-10-3-31010-2-2-10-10-3-31010-4-4-10-10-5-5定量分析定量分析 GoodGoodYesYesBadBadBadBad化学态判断化学态判断 GoodGoodYesYesBadBadBadBad谱峰分辨率谱峰分辨率 GoodGoodGoodGoodBadBadGoodGood识谱难易识谱难易 GoodGoodGoodGood-表面探测深度表面探测深度 MLsMLsMLsMLsMLMLML-MLsML-MLs空间分辨率空间分辨率 BadBadGoodGoodBadBadGoodGood无损检测无损检测 YesYesYesYesNoNoYesYes理论数据完整性理论数据完整性 GoodGoodYesYesYesYesBadBad第9页，本讲稿共12页第10页，本讲稿共12页第11页，本讲稿共12页第12页，本讲稿共12页