文档介绍：分类号: 学校代码:82707 密级:

机械科学研究总院
硕士学位论文

不锈钢 X 射线能谱定量分析方法研究

Study on the Methods of
Quantitative Analysis of Stainless Steel by
X-ray Energy-Dispersive Spectrometer

培养单位: 上海材料研究所
专业: 材料学
研究方向: 失效分析
研究生姓名: 马永恒
指导教师: 杨力教授级高工
副指导教师: 王春亮高级工程师

二○一三年六月
机械科学研究总院

本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合机械科学研究总院硕
士学位论文质量要求。

答辩委员会签名:
主席:(工作单位职称)

委员:

导师:
独创性声明
本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研
究成果。据本人所知,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经
发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得机械科学研究总院或其他教育机构的学位或
证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了
明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名: 日期:

学位论版权使用授权书

本人完全了解机械科学研究总院有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国
家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权机械科
学研究总院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、
缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
(涉密的学位论文在解密后适用本授权书)

作者签名: 导师签名:
日期: 日期:
机械科学研究总院硕士学位论文
摘要

配备 X 射线能谱仪的扫描电子显微镜不仅能够观察材料的微观形貌还可对微区
成分进行分析,现已广泛应用于材料分析测试领域。提高能谱仪定量分析的准确度,
是科学研究和工业生产的重要课题。
本论文对能谱仪的物理基础、工作原理、定性分析、定量分析等方面进行了阐
述,并围绕如何获得不锈钢标样定量分析的最佳工作条件以及提高定量分析准确度
展开研究,得到如下结论:
1. 对选用的不锈钢光谱标样进行不均匀性检验,结果表明:在散焦束前提下,
硅、锰、铬、镍 4 种元素的成分分布符合标准 GB/4930-2008 的要求。
2. 测试条件对定量分析结果影响的研究,结果显示:低含量元素受加速电压变
化的影响较大;在能谱谱图低能量端,元素计数随加速电压增大而减小;特征 X 射
线能量较大的元素,其计数随加速电压增大而增大;计数率和死时间随工作距离增
大而减小;随束斑直径增大计数率升高,系统死时间增大;采谱时间变化,低含量
元素和碳元素受其影响较大,多数元素的计数会随采谱时间延长而增大。
3. 不同测试条件的研究结果表明:本课题选用设备的最佳工作条件为:加速电
压:20kV;工作距离:10mm;束斑直径:µm;采谱时间:100s。
4. 正交试验法分析测试条件的权重研究,结果显示:在所研究的各测试条件中,
加速电压的影响最为显著。
5. 样品表面状态对定量分析结果的影响,研究结果表明:粗糙表面的定量分析
结果偏大;吸收效应修正值 A 随样品倾斜角度增大而增大,且愈靠近 1。
6. 在获得最佳测试条件下,修正不锈钢标样中碳、硅、锰、铬、镍等元素的
SEC 因子,制作各牌号不锈钢标样的 SEC 文件并进行验证,结果显示:碳元素、低
含量元素定量分析的精确度有显著提高,含量较高元素的 SEC 因子不必调整。

关键词:扫描电子显微镜,X 射线能谱仪,定量分析,不锈钢
I
机械科学研究总院硕士学位论文
ABSTRACT

Scanning electron microscope (SEM) attached with X-ray energy Spcetrumeter(EDS)
is widely used in materials analysis and testing fields, it can observe the microstructure of
materials and analysis ponents of micro-area. Improvement of the accuracy of
quantitative analysis