能譜分析是測什麼的
今天的小課堂將給大家介紹一下XPS光電子能譜儀分析技術。
XPS光電子能譜儀分析技術
1技術原理
從X射線和物質的互動作用可知，當X射線穿過厚度為t的物質後，會激發出光電子（Photoelectron）。X射線光電子能譜儀XPS（X-rays Photoelectron Spectroscopy）就是利用從物質的原子中激發出的光電子的特性來對被檢測物質的物性進行分析的。
圖1 X射線與物質的互動作用示意圖
圖2 俄歇效應示意圖
2發展歷史
20世紀50年代，K。Siegbahn研製成功了第一臺XPS，10年後發展成為商用分析儀器。
3技術引數
目前XPS的光電子能譜儀中，採用微聚焦X射線、X射線單色化及計算機控制等技術，成像的空間解析度可以達到1μm，能量解析度優於0。45eV。XPS分析使用的光源陽極是Mg或Al，其發射出的K系X射線的能量分別是1487eV和1254eV。
4在失效分析中的應用
XPS可根據某元素光電子動能的位移來了解該元素所處的化學狀態，有很強的化學狀態分析功能。在機械裝備的失效分析中，XPS常用來分析元素的價態，從而判斷該元素和其它元素的化合物組合形式。
例如在腐蝕失效分析中，透過EDS發現腐蝕產物中S元素含量較高，但不知道是硫酸鹽類還是亞硫酸鹽類，或者是硫化氫類腐蝕，這時就可以透過XPS分析得出S的價態，若為-2價，則可判斷腐蝕介質中主要為硫化氫，若為+6價，則為硫酸鹽類，若為+4價，則為亞硫酸鹽類，從而可針對性的查詢腐蝕介質來源，從而有的放矢的制定預防措施。
5樣品要求
XPS分析時對樣品的要求為：
1）樣品尺寸不宜過大，一般不大於10mm×10mm×1mm；
2）樣品表面應大體平整；
3）樣品最好能導電；
4）樣品表面應進行脫脂處理，避免用手觸控；
5）樣品製備好後應儘快測試，避免長時間放置在空氣中；
6）粉末樣品可以壓成塊狀，或散佈在膠帶上，也可以將粉末溶解在適當溶劑中製成溶液，然後塗在樣品臺上待溶劑揮發後製成試樣；
7）氣體、液體樣品多用冷卻法令其凝固。
結語
X射線從產生到現在已有一百多年的歷史，X射線分析技術發展至今已廣泛應用於各行各業的方方面面，對人類文明和社會的發展進步產生了非常重要的作用和影響。
在機械裝備的失效分析中，X射線分析技術應用較多的就是：
1）利用X射線探傷儀進行缺陷檢測和缺陷定位；
2）X射線衍射分析技術在晶體研究方面具有獨特的作用，利用X射線的衍射原理進行殘餘應力測試、殘餘奧氏體測試和物相分析等；
3）利用X射線的電離作用做元素和價態分析等。
限於篇幅的原因，我們的小課堂只是做了一些簡單的概述，希望能起到拋磚引玉的效果。若要專門從事X射線分析這門技術，還需要掌握更多的專業技能和理論知識。
內容來源：網路
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