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WDS

波长色散X射线谱(WDS),用于精确识别和定量元素。
Wavelength dispersive x-ray spectroscopy (WDS)
 

概述

波长色散X射线谱(WDS)是一种了不起的分析技术,它通过研究样品发出的特征X射线来揭示其元素组成。作为能量色散X射线谱(EDS/EDX)的强力助手,WDS 提供了更高的分辨率和灵敏度,让我们能够精确地识别和量化各种材料中的元素。

 

什么是WDS?

当电子束与样品相互作用时,会产生材料中元素特有的X射线,从而提供关于材料组成的重要信息。EDS和WDS都可以分析这些特征X射线,不过EDS是根据能量来分离X射线的,而WDS是根据波长来分离的。WDS的分辨率更高,准确性也比EDS好,而EDS通常更快,对低能X射线更敏感。

 

一个与扫描电子显微镜(SEM)集成的WDS系统能系统地采集和分析发射的X射线的能量和强度,从而能够精确地识别和量化元素。

 

WDS 分析系统的主要组件包括电子源(来自 SEM)、X 射线采集光学系统、衍射器(晶体)和 X 射线探测器。衍射晶体根据布拉格定律通过波长分散 X 射线,这条定律指出特定波长的 X 射线会以特定角度折射。衍射器的旋转角度设定为将特定波长的 X 射线(比如感兴趣元素的特征 X 射线)引导到 X 射线探测器,探测器测量所选 X 射线的强度(流量)。

 

WDS resolves EDS peak overlaps, addressing problems that cannot be solved with EDS alone.
Figure 1. WDS resolves EDS peak overlaps, addressing problems that cannot be solved with EDS alone.

WDS的优势

WDS 提高了谱峰分辨率和信噪比,使其非常适合材料分析,尤其是在处理具有重叠 X 谱线或痕量元素的复杂样品时。快来了解它检测轻元素的能力,如何为各种应用带来重大变化。

 

性能优点
识别复杂样品中的成分比其他X射线分析技术(例如EDS)提供更好的谱分辨率,非常适合分析具有重叠X射线的复杂样品(见图1)
可研究痕量元素最低检测限相比 EDS(约 0.01 wt.%),提高了超过 10 倍,增强了对微量元素的检测和定量能力
研究传统上难分析的轻元素独特的低强度峰值测量能力使得检测轻元素成为可能,包括铍、硼、碳、氮和氧这些元素
准确定量元素高度准确和精细的定量分析使它能够更容易地区分元素,从而得到更可靠、更有影响力的结果

WDS 的工作流程

步骤1:样品制备

样品必须平整、或抛光,并固定在支架或支撑柱上。非导电样品需要镀上一层膜以消除可能导致图像失真或漂移的电荷效应。实现这一点的最好方法是使用全自动氩离子抛光系统,比如 PECS™ II 仪器。

 

PECS II 仪器可以产生无损表面、横截面,并沉积镀层来保护或消除放电。

步骤2: 数据采集

当显微镜电子束轰击样品时,WDS 探测器会采集发出的 X 光。WDS 探测器采集这些 X 光,并使用探测器中的各种晶体来分离和衍射特定的 X 光波长。这可以精确测量一次单线 X 光的强度。

 

EDAX® APEX™ 软件使这种转换成为可能。WDS 还可以与相关技术结合使用,比如 EDS 和电子背散射衍射(EBSD),以更深入地了解材料的成分。

步骤3:分析

一旦数据采集完成,APEX 软件就能生成元素图、分布图、相图和定量分析结果。WDS 提供的结果更准确,也更能加强对复杂材料的分析。

应用

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媒体库

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SEM image of particle clusters showing aggregated grains, microstructure, and porosity within material particles

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