GB T 21636-2008 微束分析.电子探针显微分析(EPMA)术语.pdf
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1、ICS 0104071;71040。99G 04 囝国中华人民共和国国家标准GBT 2 1 636-2008IS0 23833:2006微束分析电子探针显微分析(EPMA) 术语Microbeam analysis-Electron probe microanalysis(EPMA)-Vocabulary2008041 1发布(IS0 23833:2006,IDT)2008-10-01实施宰瞀鹘紫瓣警瓣瞥霎发布中国国家标准化管理委员会议19前 言GBT 21636-2008IS0 23833:2006本标准等同采用国际标准ISO 23833:2006微束分析 电子探针显微分析(EPMA) 术语
2、(英文版)。为了便于使用,本标准做了下列编辑性修改:575的注中对ISO 23833:2006勘误将“Z43”改为“Z4”;删除了法文版。本标准由全国微束分析标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:全国微束分析标准化技术委员会。本标准主要起草人:林卓然、李香庭、李戎、朱衍勇、庄世杰、柳得橹。GBT 21636-2008IS0 23833:2006引 言电子探针显微分析(EPMA)是微束分析技术中一个应用极为广泛的领域,是在高技术产业、基础工业、农业、冶金、地质、生物、医药卫生、环境保护、商检贸易乃至刑事法庭等行业中需要通过各种材料或产品的微米尺度成分和结构分析来进行质量管理和质量检验所不可
3、缺少的技术手段。电子探针显微分析(EPMA)是一门综合性的技术,涉及物理、化学、电子学等广泛术语。本标准只限于定义电子探针显微分析(EPMA)标准化实践中使用和直接有关的术语,其内容包括:电子探针显微分析用一般术语定义;描述电子探针显微分析仪器的术语定义;用于电子探针显微分析方法的术语定义。本标准是微束分析技术领域中为了适应电子探针显微分析(EPMA)标准化实践的基本需要而制定的第一个术语标准。扫描电子显微镜(SEM),分析电子显微镜(AEM),X射线能谱仪(EDS)等其他领域的术语标准也会相继制定。1范围GBT 21636-2008IS0 23833:2006微束分析电子探针显微分析(EPM
4、A) 术语本标准定义了电子探针显微分析(EPMA)实践中使用的术语,包括般概念的术语和按技术等级分类的具体概念的术语。本标准适用于所有有关电子探针显微分析(EPMA)实践的标准化文件,部分适用于相关领域例如:扫描电子显微镜(SEM),分析电子显微镜(AEM),X射线能谱仪等的标准化文件,用于定义共用的术语。2缩略语BSE backseattered electron 背散射电子CRM certified reference material 有证参考物质、标准样品EDS energy dispersive spectrometer 能谱仪EDX energy dispersive X-ray
5、spectrometry 能谱法EPMA electron probe microanalysis or electron probe mi一电子探针显微分析或电子探针显微croanalyzer 分析仪eV electron volt 电子伏特keV kilo electron volt 千电子伏特SE secondary electron 二次电子SEM scanning electron microscope 扫描电子显微镜WDS wavelength dispersive spectrometer 波谱仪WDX wavelength dispersive X-ray spectromet
6、ry 波谱法3 电子探针显微分析用一般术语定义31电子探针显微分析electron probe microanalysis:EPMA根据聚焦电子束与试样微米至亚微米尺度的体积相互作用激发x射线的谱学原理,对电子激发体积内的元素进行分析的技术。311定性电子探针显微分析qualitative EPMA通过标识x射线谱峰的方法来鉴别试样电子激发体积中元素组成的电子探针显微分析方法。312定量电子探针显微分析quantitative EPMA对电子束激发区定性分析所鉴定的元素进行浓度测定的电子探针显微分析方法。注:定量分析可以在相同条件下,对测量的未知试样x射线强度与标样的x射线强度相比较完成,或者
7、根据基本原理计算浓度,后者也称为无标样分析。32电子探针显微分析仪electron probe mieroanalyzer进行电子激发x射线显微分析的仪器。注:这种仪器通常配置一道以上的波谱仪和用于精确定位试样的光学显微镜。GBT 21636-2008IS0 23833:200633电子散射electron scattering具有一定能量的入射电子与试样中原子或电子相互作用后,其轨迹和或动能发生改变的现象。331散射角angle of scattering粒子或光子入射方向与这些粒子或光子经散射后的行进方向之夹角。ISO 18115:2001j332背散射backscattering入射电子
8、与试样相互作用经多次散射后,电子重新逸出试样表面的现象。3321背散射系数backscatter coefficient叩背散射电子所占入射束电子的分数,由方程:一n(BS)n(B)表示。其中:n(B)入射束电子数;n(Bs)背散射电子数。3322背散射电子backscattered electron通过背散射过程从入射表面出射的电子。3323背散射电子角分布backscattered electron angular distribution背散射电子相对于试样表面法线所成夹角的函数分布。3324背散射电子深度分布backscattered electron depth distributi
9、on背散射电子在逸出入射表面之前进入试样所达最大深度的函数分布。333连续能量损失近似continuous energy loss approximation入射电子在物质中行进时能量损失的一种数学描述,其中把不连续的非弹性过程近似为单一的连续能量损失过程。334弹性散射elastic scattering入射电子与试样中原子相互作用后,只改变轨迹而能量基本不变的散射过程。轨道的改变角度从0到“(180。)之间变化,平均改变角度约为0i rad。335非弹性散射inelastic scattering入射电子与试样中原子相互作用后发生能量损失的散射,其中电子动能的损失以多种机制(产生二次电子,
10、轫致辐射,内壳层电离,等离子体及光子激发)发生。注:对非弹性散射,电子轨道角度改变一般小于001 tad。336散射截面scattering cross section单位面积的散射事件数。弹性或非弹性散射事件发生几率的数学描述。注:散射截面一般以面积(cm2)表示,而单位面积的散射事件以事件数(原子数cmz)表示。2GBT 2 1636-2008IS0 23833:2006参见:电离截面(344)。337散射效应scattering effect试样中具有一定能量的电子在散射过程中因轨迹和或动能改变所导致的一种可测量的物理现象(例如:电子背散射或产生x射线造成的能量损失)。338二次电子se
11、condary electron因入射电子与试样中弱束缚价电子非弹性散射而发射的电子。注:二次电子的能量通常小于50 eV。34x射线X-ray通过原子内壳层电离或库仑场对入射电子的减速而产生的电磁辐射光子。341特征x射线characteristic X-ray原子内壳层电子被电离后,由较外层电子向内壳层跃迁产生的具有特定能量的电磁辐射光子。342连续x射线continuous X-ray高能电子被原子库仑场减速(一种非弹性机制)而产生的电磁辐射光子。343荧光产额fluorescence yield原子内壳层电离过程中产生特征x射线的几率。注:荧光产额与电离方法无关。344电离截面ioni
12、zation cross section单位面积中的电离事件数。电离事件(将原子中电子从束缚态激发到连续能量态)发生几率的数学描述。注1:电离截面通常简单地用面积表示:cm2或耙(10_24 cm3)。电离概率表示为:离化数(原子数cm2)。注z:电离截面通常是用符号Q表示。Q的数学表达式为:dn;Q(N,A)如。其中:“为电子路径增量dz时的离化数;N,A为单位体积的原子数。参见:散射截面(336)。345电离能ionization energy临界激发能critical excitation energy将固体中束缚电子从原子的内壳层(例如K、L)激发到连续能态所需的最小能量,亦称为临界激
13、发能。注:电离能的单位为eV或keV。346J一值J-value连续能量损失近似数学处理中的一个临界参数,即平均电离能。347阻止本领stopping powerdE出入射电子在试样中行进距离的能量损失率(由所有非弹性散射过程引起)。注:阻止本领用单位距离的能量损失表示(即evnm)。3GBT 21636-2008IS0 23833:2006348x射线荧光效应Xray fluorescence effect二次荧光secondary fluorescence原子对特征或连续x射线的光电吸收处于激发态,该激发态原子因退激发而产生俄歇电子或特征x射线的效应,亦称“二次”荧光效应。349x射线的产
14、生X-ray generation试样在入射辐射束(电子、离子或光子)的激发下,产生x射线的过程。注:x射线可以通过原子内壳层电离过程(特征x射线),或通过辐射突然减速(韧致辐射)的过程产生(连续x射线或白色辐射)。35x射线吸收X-ray absorption在电子探针显微分析(EPMA)的x射线能量范围内,主要由于光电吸收所造成的原生x射线强度在穿越物质时的衰减。351吸收边absorption edge原子的特定内壳层或亚内壳层的临界电离能。注:由于x射线质量吸收系数在吸收边处的突变而在连续谱背底上探测到的不连续性。352吸收因子absorption factor,(Z)在x射线探测器方
15、向的x射线出射强度对原生强度之比。353深度分布函数depth distribution function庐(口z)描述试样表面以下原生x射线强度的深度分布关系的函数。注:Pz的单位为质量厚度。354跃迁比jump ratio紧邻吸收边两侧能量位置的x射线吸收系数之比。注:在光致离化阈值附近的x射线吸收谱形状可能是复杂的,严格处于阈值位置的吸收边是很少见的。mo 18115:200i355质量衰减系数mass attenuation coefficientp与x射线穿过物质时强度衰减有关的材料参数,由方程II。一em1表示。式中:I。一一入射x射线强度;Ix射线通过物质s厚度(cm)后的强度;
16、卢线吸收系数;P一物质密度。注:其量纲为面积质量(cm2g)。4GBT 21636-20081S0 23833:2006356质量深度mass-depth distancePo一个用线性距离(cm)与密度(gcm3)的乘积来描述的物理量。注:质量深度用克每平方厘米(即gcm2)表示。357x射线检出角Xray take-off angle妒x射线谱仪中心轴线与试样表面之间的夹角。36x射线谱X-ray spectrumx射线光子数与能量或波长函数关系的谱图。注:通常用单位时间的光子数作图,但也可以用其他参数表示强度。361特征x射线谱characteristic X-ray spectrum特
17、定种类原子内壳层电子离化(由高能电子、离子或光子产生)和跃迁过程中,多余能量以电磁辐射光子发射的相关x射线谱峰或线系。3611x射线线系family of Xray lines原子中特定内壳层亚内壳层的所有电离而产生的系列特征x射线。3612K线K line原子K壳层电离而产生的特征x射线。3613K谱线K spectrum原子K壳层束缚电子电离而产生的特征x射线线系。3614L线L line原子L壳层电离而产生的特征x射线。3615L谱线L spectrum原子L壳层束缚电子电离而产生的特征x射线线系。3616M线M line原子M壳层电离而产生的特征x射线。3617M谱线M spectru
18、m原子M壳层束缚电子电离而产生的特征x射线线系。3618卫星线satellite lines由“禁止”跃迁、“非能级图”谱线和双电离原子等过程所造成的特征峰附近的低强度峰。3619x射线数据表X-ray line tableEPMA定性分析的基本参数表。注:EPMA定性分析X射线表中,包含分析元素的K线、L线和M线波长(或能量),该表也可以包括它们的相对强度、每个峰的半高宽(FWHM)、所用衍射晶体的名称和它们的面同距、卫星线波长(或能量)等。5GBT 21636-2008IS0 23833:2006362连续x射线谱continuous X-ray spectrum连续谱continuum韧
19、致辐射bremsstrahlung;braking radiation入射电子在原子库仑场中减速而产生的非特征x射线谱,其能量分布从0到人射束能量墨(DuaneHunt限)。3621Duane-Hunt 限Duane-Hunt limit入射束能量beam energyE0在单一过程中,x射线连续谱中对应于入射电子能量完全转换的最大光子能量。3622Kramers7定律Kramers7 lawx射线连续谱强度与入射电子束能量、光子能量和试样原子序数的经验函数关系。4描述电子探针显微分析仪器的术语定义41电子光学系统electron optics由静电和电磁透镜系统构成的电子束形成系统。411聚
20、光镜condenser lens在双透镜系统中紧靠电子枪之下,起会聚电子束作用的第一个透镜。注:它的主要功能是限定束流。4111聚光镜光阑condenser lens aperture限定聚光镜发散角的轴向开孔的固定薄片。4112聚光镜电流condenser lens current流经聚光镜线圈产生聚焦磁场的可调节电流。412缩小倍数demagnification电子束经过透镜会聚前、后其直径缩小的比率。413电子枪electron gun电子探针显微分析仪中的电子光源,由一发射体(加热钨丝、LaB。灯丝、冷或热场发射尖端)、静电吸出与加速系统组成。4131电子枪亮度electron gun
21、 brightness卢电子束中单位面积、单位立体角的电流。由下式给出:p一4j(2d2a2)。式中:j电流,单位为安(A);6GBT 21636-2008IS0 23833:2006d探针直径,单位为厘米(cm);n发散角,单位为弧度(rad)。4132电子枪电流electron gun current束流 beam current从电子枪出射的电子束电流。414物镜objective lens产生聚焦电子束的透镜,即在双透镜系统中位于样品之上聚光镜之下的透镜。注:该透镜的主要功能是对探针作最后聚焦。4141物镜像差objective lens aberration导致电子探针聚焦状态不良的
22、各种物镜缺陷(例如:球差、色差、衍射等)。4142物镜光阑objective lens aperture置于物镜下方的轴向开孔薄片,起限定聚焦电子束发散角的作用。注:光阑的选择通常是通过一个外部精杆来调节。4143物镜电流objective lens current流经物镜线圈产生聚焦磁场的可调电流。415工作距离working distance物镜极靴下表面(底面)与试样表面之间的距离。注:原来定义为物镜主平面与试样表面之间的距离。42电子束electron beam电子光学系统:被电子光学系统聚焦到试样表面前的一束电子。421束流beam current电子束中的电流。参见:电子束(42)
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