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实用X射线光谱分析
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实用X射线光谱分析
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实用X射线光谱分析

本书是现代X射线光谱分析综合性参考书，从基础到应用，系统讲解光谱仪与校正法，多领域专业指南，科研教学优选！

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内容简介
本书是现代X射线光谱分析综合性参考书。全书共分十七章，系统介绍X射线的物理基础、基本性质、激发、色散、探测与测量，波长色散与能量色散光谱仪，基体效应、光谱背景和谱线重叠，样品制备，定性与半定量分析，实验校正法、数学校正法定量分析，薄膜和镀层厚度分析、应用实例及分析误差与不确定度等内容。附录列举了X射线荧光光谱分析常用的物理常数、相关数据等，供读者参考使用。本书适用于冶金、地质、矿山、建材、检验检疫、石油、化工、环境、农业、生物、食品、医药、文物及考古等部门从事X射线光谱分析的专业人员及相关工程技术人员参考，同时适用于高等院校相关专业师生、研究生及科研院所工程技术人员参考。
作者简介
高新华，教授级不错工程师，长期从事X射线光谱学与光谱分析研究工作、仪器研制及培训。科研方向：X射线荧光光谱分析涉及物理、化学、电子光学、X射线学、电子学、数学等专业。
目　　录
第1章X射线的物理基础001
1.1X射线的定义001
1.2X射线光谱002
1.2.1连续X射线光谱002
1.2.2原子结构及轨道能级004
1.2.3特征X射线光谱007
1.2.4莫塞莱定律008
1.2.5特征X射线光谱强度间的相对关系009
1.3俄歇效应：伴线010
1.4荧光效应：荧光产额011
参考文献012
第2章X射线的基本性质013
2.1X射线的散射013
2.1.1相干散射014
2.1.2康普顿散射015
2.2X射线的衍射与偏转017
2.2.1布拉格衍射原理017
2.2.2X射线的偏转019
2.2.3镜面反射020
2.2.4全反射020
2.3X射线的吸收021
2.3.1质量吸收或衰减系数022
2.3.2质量吸收或衰减系数与波长及原子序数的关系023
2.3.3吸收限及临界厚度023
2.3.4反平方定律025
参考文献026
第3章X射线的激发027
3.1初级激发027
3.2次级激发028
3.2.1单色激发028
3.2.2多色激发029
3.3互致激发（次生激发）031
3.4激发源032
3.4.1放射性同位素033
3.4.2同步辐射光源035
3.4.3X射线管036
3.4.4二次靶038
参考文献039
第4章X射线的色散040
4.1概述040
4.2波长色散040
4.3能量色散042
4.4非色散044
参考文献047
第5章X射线的探测048
5.1概述048
5.2气体正比型探测器049
5.3探测器的光电转换参数055
5.4闪烁计数器058
5.5固体探测器059
5.5.1锂漂移硅［Si（Li）］探测器060
5.5.2珀尔贴（Peltier）效应062
5.5.3SiPIN探测器063
5.5.4硅漂移探测器（SDD）064
5.5.5高纯锗（Ge）探测器064
5.6探测效率及能量分辨率065
5.6.1量子计数效率065
5.6.2能量分辨率067
5.7各种常用探测器的比较070
参考文献071
第6章X射线的测量073
6.1测量系统073
6.1.1概述073
6.1.2前置放大器074
6.1.3主放大器074
6.1.4脉冲高度选择器075
6.1.5脉冲高度分布曲线077
6.1.6多道脉冲分析器（MCA）079
6.1.7脉冲高度分布的自动选择081
6.1.8定标器及定时器082
6.1.9微处理机082
6.2测量方法082
6.2.1定时计数（FT）法083
6.2.2定数计时（FC）法083
6.2.3很好定时计数（FTO）法084
参考文献085
第7章波长色散X射线荧光光谱仪086
7.1概述086
7.2波长色散光谱仪的基本结构086
7.2.1X光管087
7.2.2准直器091
7.2.3辐射光路092
7.2.4分光晶体093
7.2.5平面晶体色散装置098
7.2.6弯曲晶体色散装置099
7.2.7测角仪101
7.3探测器102
7.4脉冲高度分布及脉冲高度分析器103
7.5定标计数电路105
7.6测量参数的选择106
参考文献109
第8章能量色散X射线荧光光谱仪110
8.1概述110
8.2光谱仪结构111
8.2.1能量色散探测器112
8.2.2多道脉冲高度分析器114
8.2.3滤光片及其选择117
8.2.4X光管120
8.3通用型能量色散光谱仪120
8.4三维光学能量色散光谱仪122
8.4.1偏振原理123
8.4.2二次靶124
8.5谱处理技术127
8.5.1光谱数据的基本组成128
8.5.2谱处理的基本步骤133
8.5.3常用的谱处理方法135
8.6能量色散X射线荧光分析技术的特殊应用147
8.6.1全反射X射线荧光光谱分析（TXRF）147
8.6.2同步辐射X射线荧光光谱分析（SRXRF）152
8.6.3微束X射线荧光光谱分析（μXRF）153
参考文献159
第9章基体效应161
9.1概述161
9.2基体效应162
9.2.1吸收增强效应162
9.2.2吸收增强效应对校准曲线的影响164
9.2.3吸收增强效应的预测164
9.3物理化学效应166
9.3.1颗粒度、均匀性及表面结构影响166
9.3.2样品的化学态效应170
9.3.3样品的无限厚度与分析线波长的关系171
参考文献174
第10章光谱背景和谱线重叠175
10.1光谱背景175
10.2光谱背景的起源与性质176
10.2.1光谱背景的测量与校正176
10.2.2降低背景的若干方法180
10.3光谱干扰的来源181
10.3.1光谱干扰的类别181
10.3.2消除干扰的方法183
10.4灵敏度S189
10.4.1检测下限189
10.4.2定量下限190
参考文献191
第11章定性与半定量分析192
11.1概述192
11.2光谱的采集与记录194
11.3谱峰的识别与定性分析198
11.3.1谱峰的平滑198
11.3.2谱峰的检索199
11.3.3谱峰的识别(匹配)200
11.3.4元素标注202
11.4半定量分析202
参考文献208
第12章定量分析——实验校正法210
12.1概述210
12.2标准校准法210
12.3加入内标校准法211
12.4散射内标法215
12.4.1散射背景比例法215
12.4.2散射靶线比例法216
12.5二元比例法218
12.6基体稀释法219
12.7薄膜法(薄试样法)220
参考文献221
第13章定量分析——数学校正法223
13.1概述223
13.2数学校正法223
13.2.1经验系数法223
13.2.2理论影响系数法228
13.2.3基本参数法229
13.3X射线荧光理论强度的计算232
参考文献241
第14章样品制备243
14.1概述243
14.2固体样品的制备243
14.3粉末试样的制备246
14.3.1松散粉末的制备248
14.3.2粉末压片248
14.4熔融法250
14.4.1经典熔融法252
14.4.2熔融设备257
14.4.3离心浇铸重熔技术259
14.5液体试样的制备261
14.5.1溶液法261
14.5.2离子交换法262
参考文献263
第15章应用实例264
15.1痕量元素分析264
15.1.1概述264
15.1.2背景及光谱重叠的校正方法264
15.1.3基体影响的校正268
15.1.4校准曲线270
15.2宽范围氧化物分析272
15.2.1概述272
15.2.2方法要点272
15.2.3合成标准的配制273
15.2.4样品制备273
15.2.5分析测量条件274
15.2.6方法验证275
15.3油类分析277
15.3.1概述277
15.3.2方法要点277
15.3.3结论280
15.4钢铁与合金分析281
15.4.1概述281
15.4.2方法要点282
15.4.3分析测量参数283
15.4.4方法准确度的验证284
15.5痕量元素的能量色散X射线荧光光谱分析285
15.5.1概述285
15.5.2仪器及实验条件285
15.5.3方法要点285
15.6高能激发能量色散X射线荧光光谱分析287
15.6.1概述287
15.6.2方法要点288
15.6.3仪器及测量条件289
15.6.4样品制备290
15.6.5校准的准确度290
参考文献292
第16章薄膜和镀层厚度的测定294
16.1概述294
16.2薄膜及样品无限厚度的定义294
16.3薄膜厚度测定的基本方法297
16.3.1薄膜(镀层)发射法297
16.3.2基底线吸收法298
16.3.3理论校准法299
16.3.4测定多层薄膜的基本参数法301
16.4应用实例303
16.4.1镀锌板镀锌层质量厚度的测定303
16.4.2彩涂板镀层厚度及铝锌含量的测定304
16.4.3镀锡板的镀锡层厚度测定304
16.4.4硅钢片绝缘层厚度测定305
参考文献307
第17章分析误差与不确定度308
17.1概述308
17.2数值分析中的若干基本概念308
17.2.1真值与平均值308
17.2.2精密度和准确度310
17.2.3分析误差310
17.2.4分布函数311
17.2.5计数统计学与测量误差314
17.3误差来源及统计处理316
17.3.1强度计数的标准偏差317
17.3.2很好计数时间的选择318
17.3.3提高精密度与准确度的基本措施318
17.4不确定度及计算319
17.4.1测量不确定度319
17.4.2统计不确定度320
17.4.3误差传递与不确定度320
17.4.4不确定度的计算321
17.4.5平均值不确定度的计算321
17.4.6统计波动322
17.5最小二乘法的统计学原理322
17.5.1线性最小二乘法拟合323
17.5.2多元线性拟合325
17.5.3多项式拟合325
17.5.4非线性最小二乘法拟合326
参考文献328
附录330
1分析误差允许范围330
2常用元素化合物的换算系数表337
3元素名称、符号、原子序数及相对原子质量数据表342
4K、L、M系激发电位（kV）/结合能（keV）343
5K、L、M系吸收限波长346
6K、L系主要谱线的光子能量348
7K、L、M系平均荧光产额350
8K和LⅢ吸收限陡变比（r）及（r-1）/r值352
9K系主要谱线的波长353
10L系主要谱线的波长356
11M系主要谱线的波长360
12M系主要谱线的光子能量361
索引364


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