Определение содержания легких элементов по совмещенным спектрам рентгеновской флуоресценции и дифракции

Abstract

Разработан метод анализа материалов по совмещенным спектрам рентгеновской флуоресценции и дифракции. На примере стандартных образцов низколегированных сталей показано, что специально рассчитанная рентгенооптическая схема с вторичной мишенью позволяет уменьшить до Х = 5…6 мм расстояние от образца до детектора и получить структурные отражения контролируемых фаз (цементита и феррита) в участках рентгенофлуоресцентного спектра, свободных от аналитических линий исследуемого образца. Это дает возможность производить количественный фазовый анализ содержания цементита (Fe₃C) по интенсивности структурных отражений, а по его результатам определять содержание углерода в стали. Все остальные элементы определяются по интенсивности линий флуоресценции, при этом за счет малого расстояния Х пределы обнаружения легких элементов в сталях, бронзах и алюминиевых сплавах, полученные на портативном безвакуумном анализаторе, близки к значениям для мощных вакуумных приборов РФА.

Розроблено метод аналізу матеріалів за комбінованими спектрами рентгенівської флуоресценції та дифракції. На прикладі стандартних зразків низьколегованих сталей показано, що спеціально розрахована рентгенооптична схема із вторинною мішенню дозволяє зменшити до Х = 5…6 мм відстань від зразка до детектора і отримати структурні відбиття фаз, що контролюються (цементиту та фериту) в ділянках рентгенофлуоресцентного спектра, вільних від аналітичних ліній зразка, що досліджується. Це надає змогу здійснювати кількісний фазовий аналіз цементиту (Fe₃C) за інтенсивністю структурних відбиттів, а за його результатами визначати вміст вуглецю в сталі. Усі інші елементи визначаються за інтенсивністю ліній флуоресценції, при цьому за рахунок малої відстані Х ліміти визначення легких елементів в сталях, бронзах та алюмінієвих сплавах, отримані на портативному безвакуумному аналізаторі, близькі до значень для потужних вакуумних приладів РФА.

The method was developed for analysis of materials using the combined spectra of X-ray fluorescence and diffraction. By the example of low-alloyed steel standards, it was shown that the specially calculated X-ray scheme with a secondary target allowed reducing the distance between the sample and the detector to Х = 5…6 mm and obtaining the structure reflections of phases under control (cementite and ferrite) in the ranges of the X-ray fluorescent spectrum free of analytical lines for the sample analyzed. That gives a possibility to carry out the quantitative phase analysis for cementite (Fe₃C) by intensities of structure reflections, and using these data to determine the carbon content in the steel. All the rest elements are determined by fluorescence line intensities; due to the small X distance, the thresholds of detectability obtained using the portable non-vacuumed analyzer for light elements in steels, bronzes, and aluminium alloys, are found to be similar to the values for powerful vacuumed XRF instruments.