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X射线荧光光谱仪 - 罗立强、詹秀春、李国会 编著
出版日期:2008年1月
X射线光谱分析技术作为直接应用X射线的一门分支学科和一种实用分析技术，目前已在地质、冶金、材料、环境、工业等无机分析领域得到了极其广泛的应用，是各种无机材料中主组分分析最重要的首选手段，各种与X射线荧光（XRF）光谱相关的分析技术，如同步辐射XRF、全反射XRF光谱技术等，在痕量和超痕量分析中发挥着十分重要的作用。尤其是在无损分析和原位分析方面，X射线荧光光谱技术具有无可替代的地位。
X射线荧光光谱分析技术在近几年已取得显著进展，特别是在新型能量探测器研发方面，成就显著。各种商品化仪器也实现了高度集成，通过采用多种高新技术，使得能量色散X射线光谱仪的分辨率和适用性都具有了真正的实用价值。微区、原位、形态分析及多维信息获取等是目前的研究热点。在应用领域，活体分析、环境与健康等越来越受到人们的关注。
在过去的若干年中，我国X射线荧光光谱分析技术在一些关键技术和数据处理及各种应用领域也取得了令人瞩目的进展，特别是在微束毛细管聚焦透镜研制和化学计量学应用方面，在国际XRF界受到普遍尊重和认可。在仪器研发和制造方面，也取得了一些进展，但在大型商品仪器的制造方面，与国际上还存在差距。X射线光谱技术的发展前景与应用潜力是巨大的。研发高性能、多功能、具有自主知识产权的大型仪器是我们的共同目标，需要国内同仁加倍努力，集体攻关，实现该领域的突破。
本书共分十二章，第一～五章阐述了X射线光谱分析的基本原理和光谱仪基本结构，第六～九章介绍定性、定量分析技术和数据处理方法，第十章详细分析并介绍了X射线光谱分析中的样品制备技术，并可应用于相关分析技术领域；第十一～十二章介绍了常用X射线荧光光谱仪的特性与参数选择及仪器检定、校正与维护基本技巧等。本书第一～九章由国家地质实验测试中心罗立强研究员编写，第十章由国家地质实验测试中心詹秀春研究员编写，第十一～十二章由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所李国会教授级高级工程师编写。
编写时我们参考了诸多文献，并采用了其中的部分图片，还有一些图片来源于互联网,在各章最后列出了主要的参考文献，在此一并致以谢意。尽管编写中我们力求准确，但不足之处在所难免，敬请读者批评指正。
编著者2007年6月 第一章绪论1
第一节X射线荧光光谱的产生及其特点1
第二节X射线荧光分析技术的新应用1
一、在生物、生命及环境领域中的应用1
二、在材料及毒性物品监测中的应用2
第三节X射线荧光光谱仪研制进展2
参考文献3
第二章基本原理4
第一节特征X射线的产生与特性4
一、特征X射线4
二、特征谱线系5
三、谱线相对强度8
四、荧光产额8
第二节X射线吸收9
一、X射线衰减9
二、吸收边9
三、吸收跃变10
四、质量衰减系数的计算10
第三节X射线散射11
一、相干散射11
二、非相干散射11
第四节X射线荧光光谱分析原理13
第五节X射线衍射分析13
参考文献14
第三章激发源15
第一节常规X射线光管15
一、光管结构与工作原理15
二、连续X射线谱16
三、特征X射线谱16
四、光管特性17
第二节液体金属阳极X射线光管18
第三节冷X射线光管19
第四节单色与选择激发19
一、滤光片19
二、二次靶20
第五节同位素源20
第六节同步辐射光源与粒子激发21
第七节聚束毛细管X射线透镜22
第八节X射线激光光源23
参考文献24
第四章探测器25
第一节波长色散探测器25
一、流气式气体正比计数器25
二、NaI闪烁计数器26
三、波长色散探测器的逃逸峰27
第二节能量探测器28
一、能量探测原理28
二、能量探测器组成与特性28
三、能量探测器的逃逸峰30
第三节新型能量探测器30
一、Ge探测器30
二、SiPIN探测器31
三、Si漂移探测器(SDD)34
四、电耦合阵列探测器(CDD)35
五、超导跃变微热量感应器(TES)35
六、超导隧道结探测器(STJ)36
七、CdZnTe探测器37
八、钻石探测器(CVDD)39
九、无定形硅探测器(ASi)40
第四节各种探测器性能比较41
一、波长色散与能量色散能力41
二、探测器分辨率比较41
三、探测器的选用42
参考文献44
第五章X荧光光谱仪47
第一节波长色散X射线荧光光谱仪47
一、X射线光管、探测器与光谱仪结构47
二、分光晶体及分辨率48
三、脉冲放大器和脉高分析器48
第二节能量色散X射线荧光光谱仪50
第三节同位素源激发X射线荧光光谱仪51
第四节偏振激发X射线荧光光谱仪52
第五节全反射X射线荧光光谱仪53
第六节同步辐射X射线荧光光谱仪55
第七节聚束毛细管透镜微束XRF光谱仪56
参考文献57
第六章定性与定量分析方法58
第一节定性分析58
第二节定量分析59
一、获取谱峰净强度60
二、干扰校正60
三、浓度计算61
第三节数学校正法62
第四节实验校正方法62
一、标准化62
二、内标法63
三、标准添加法64
四、散射线内标法64
第五节实验校正实例——散射线校正方法64
一、散射效应与利用64
二、滤光片对Compton峰和分析谱线的影响65
三、准直器直径对谱线的影响67
四、Compton峰位随滤光片材料的原子序数增加而产生漂移68
参考文献69
第七章基本校正71
第一节基本参数法72
一、理论荧光强度72
二、相关基本参数计算75
三、基本参数法76
第二节理论校正系数77
一、基本影响系数77
二、理论校正系数81
三、系数变换84
参考文献85
第八章分析误差和统计不确定87
第一节分析误差和分布函数87
一、分析误差87
二、分布函数88
第二节计数统计学88
第三节灵敏度、检出限及XRF中的误差来源89
一、灵敏度和检出限89
二、XRF中的误差来源90
第四节不确定度及不确定度计算90
一、测量不确定度90
二、统计不确定度91
三、误差传递与不确定度91
四、不确定度计算式92
五、平均值的不确定度计算93
六、统计波动94
参考文献94
第九章XRF中的化学计量学方法和应用96
第一节曲线拟合与遗传算法96
一、遗传算法97
二、遗传算法在XRF中的应用97
三、不同拟合方法的比较98
第二节基体校正与神经网络99
一、神经网络的发展与学习规则100
二、神经网络模型——误差反传学习算法100
三、神经网络及相关化学计量学方法在XRF中的应用101
第三节模式识别102
一、模式识别方法与特性102
二、支持向量机103
三、模式识别方法在XRF中的应用103
参考文献104
第十章样品制备107
第一节制样技术分类107
第二节分析制样中的一般问题109
一、样品的表面状态109
二、不均匀性效应110
三、样品粒度与制样压力110
四、X射线分析深度与样品厚度111
五、样品的光化学分解113
六、其他问题113
七、试样装入114
八、污染控制115
九、测定时须小心的样品116
第三节金属样品的制备116
一、取样116
二、金属样品的制备方法117
第四节粉末样品的制备118
一、粉末压片法118
二、玻璃熔片法121
三、松散粉末法126
第五节液体样品127
一、液体法128
二、点滴法129
三、富集法129
四、固化法130
第六节其他类型样品的制备130
一、塑料样品的制备方法130
二、放射性样品131
第七节微少量、微小样品的制备131
第八节低原子序数元素分析的特殊问题133
第九节样品制备实例134
一、全岩分析134
二、石灰、白云石石灰和铁石灰138
三、石灰石、白云石和菱镁矿139
四、天然石膏及石膏副产品140
五、玻璃砂142
六、水泥144
七、氧化铝145
八、电解液146
九、煤衍生物——沥青147
十、树叶和植物149
参考文献150
第十一章X射线荧光光谱仪的特性与参数选择153
第一节波长色散型X射线荧光光谱仪的特性与技术进展153
第二节X射线高压发生器154
第三节X射线光管特性与选择使用154
第四节滤光片、狭缝和准直器156
第五节晶体适用范围及其选择157
第六节2θ联动装置161
第七节测角仪161
第八节探测器特性与使用162
一、闪烁计数器163
二、气体正比计数器163
三、探测器的选择标准165
第九节脉冲高度分析器166
第十节实验参数的选择169
一、仪器参数的选择169
二、光学参数的选择170
三、探测器与测量参数的选择172
第十一节能量色散XRF光谱仪的特性和注意事项173
第十二节全反射X射线荧光光谱仪特性与设计要点174
参考文献175
第十二章仪器检定、校正与维修176
第一节仪器检定176
一、实验室条件176
二、检验项目及测量方法176
三、技术指标178
第二节脉冲高度分析器的调整及仪器漂移的标正179
一、脉冲高度分析器的调整179
二、仪器漂移的校正180
第三节日常维护180
一、真空泵油位检查180
二、P10气体的更换181
三、高压漏气检测181
四、密闭冷却水循环系统的检测181
五、检查初级水过滤器182
六、X射线光管的老化182
七、日常检查项目182
第四节常见故障及维护182
一、机械问题183
二、X射线高压发生器183
三、真空度不好183
四、探测器的故障184
五、样品室灰尘的清扫184
第五节仪器选型常用标准与判据185
一、硬件185
二、软件185
参考文献188 本书可供X射线荧光光谱分析工作者学习参考，同时也可作为高等学校与仪器分析相关专业师生的参考书。 本书分十二章介绍了X射线荧光光谱分析的原理，仪器主要部件，定性与定量分析方法，基体校正与数据处理方法，样品制备技术，具有共性的仪器校正方法、日常维护知识和故障判断原则等。内容丰富、新颖、翔实，在探测器技术、基体校正、样品制备、仪器维护等章节具有特色。
本书可供X射线荧光光谱分析工作者学习参考，同时也可作为高等学校与仪器分析相关专业师生的参考书。
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