EDX的工作原理

EDX是借助于分析试样发出的元素特征X射线波长和强度实现的， 根据波长测定试样所含的元素，根据强度测定元素的相对含量。

常用的EDX探测器是硅渗锂探测器。当特征X射线光子进入硅渗锂探测器后便将硅原子电离，产生若干电子-空穴对，其数量与光子的能量成正比。利用偏压收集这些电子空穴对，经过一系列转换器以后变成电压脉冲供给多脉冲高度分析器，并计数能谱中每个能带的脉冲数。

一个内层电子被激发而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态，激发态原子寿命约为 (10)-12-(10)-14s，然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁，也可以是辐射跃迁。

当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，亦称次级光电效应或无辐射效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。

它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，X射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。

K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中 任一电子所填充，从而可产生一系列的谱线，称为K系谱线：由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线……。

同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射。如果入射的X 射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层，此时就有能量ΔE释放出来，且ΔE=EK-EL，这个能量是以X射线形式释放，产生的就是Kα 射线，同样还可以产生Kβ射线 ，L系射线等。

莫斯莱(H.G.Moseley) 发现，荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关，其数学关系如下： λ=K(Z-s)-2 　这就是莫斯莱定律，式中K和S是常数，因此,只要测出荧光X射线的波长,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系，据此，可以进行元素定量分析。

X射线的产生利用X射线管，施加高电压以加速电子，使其冲撞金属阳极（对阴极）从而产生X射线。从设计上分为横窗型（side window type）和纵窗型（end window type）两种X射线管，都是设计成能够把X射线均匀得照射在样品表面的结构。

X射线窗口，一般使用的是铍箔。阴极（也叫做：靶材）则多使用是钨(W)、铑(Rh)、钼（Mo）、铬（Cr）等材料。这些靶材的使用是依据分析元素的不同而使用不同材质。原则上分析目标元素与靶材的材质不同。

扩展资料

比例法

透射电镜中薄试样的定量分析采用Cliff-Lorimer法，又称比例法，Ca/Cb=KabIaIb，式中Kab，是与样品原度和浓度无关的因子，Ca，Cb分别为a,b元素在样品中的含量，由计算或实验得到,Ia，Ib分别为电子入射至含有a,b两元素的样品后产生的特征X射线强度。扫描电镜中厚试样定量分析采用ZAF(原子序数效应、吸收效应、荧光效应)修正。

优点

（1）能谱仪探测X射线的效率高；

（2）在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长；

（3）结构简单，稳定性和重现性都很好；

（4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。

缺点

（1）分辨率低；

（2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素；

（3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却。

参考资料来源：百度百科-能量色散X射线谱

参考资料来源：百度百科-edx

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