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die K-Alpha-Strahlungsenergie der Quelle nur geringfügig größer ist als die charakteristischen Röntgenstrahlen der Probe.Leider fällt der größte Effekt mit der größten Schwierigkeit zusammen, die Fluoreszenz-Röntgenstrahlen von den Quellen-Röntgenstrahlen zu unterscheiden, da sie sich in der Energie nicht sehr unterscheiden.Aufgrund dieser großen Intensität von Röntgenstrahlen mit ähnlicher Energie neigen Beugungsmuster dazu, einen stark erhöhten Hintergrund aufzuweisen.Links: Ein Röntgenbeugungsmuster von Eisen, das mit einer Kupfer-Röntgenröhre gemessen wird und eine Probenfluoreszenz verursacht.Rechts: Dieselbe Probe, die mit der richtigen Röntgenröhre, Kobalt, gemessen wird und keine Fluoreszenz zeigt.Monochromatoren mit gebeugtem Strahl oder Detektoren mit hoher Energieauflösung können die Probenfluoreszenz unterscheiden und ausschließen, wodurch der Hintergrund stark reduziert wird, aber sie mildern nicht die Auswirkungen der Mikroabsorption.Wenn die Quellenstrahlung die Fluoreszenz in der Probe am effektivsten stimuliert, ist die Absorption der Quellenstrahlung durch die Probe am effektivsten.Wenn die Probe mehrere Komponenten enthält – was bei der Durchführung einer quantitativen Phasenanalyse der Fall sein wird – und sich diese in ihren Röntgenabsorptionskonstanten unterscheiden, dann wird die Mikroabsorption die scheinbare Zusammensetzung sehr wahrscheinlich drastisch verzerren.Die Signifikanz der Mikroabsorption in einer Probe hängt sowohl von der Partikelgröße (D) als auch vom linearen Schwächungskoeffizienten (μ) der Phasenbestandteile ab.Der lineare Schwächungskoeffizient stellt den Bruchteil der einfallenden Röntgenstrahlen dar, die pro Dickeneinheit absorbiert (oder geschwächt) werden.Gemäß dem Brindley-Kriterium (nicht Korrektur) sollte für eine zuverlässige quantitative Analyse durch XRD der μD-Wert kleiner als 0,01 sein.Wenn andererseits der μD größer als 0,01 ist, wird ein großer Teil der Röntgenstrahlen vom Material absorbiert, anstatt gebeugt zu werden, wodurch diese Komponente in den Ergebnissen unterrepräsentiert wird.Es ist wichtig, daran zu denken, dass sich in Mischungen mit mehreren Phasen die relativen Intensitäten der Beugungspeaks je nach Partikelgröße ändern können, wenn es einen signifikanten Unterschied zwischen den linearen Dämpfungskoeffizienten der Elemente oder Verbindungen gibt.Obwohl das Brindley-Kriterium bei der Bestimmung helfen kann, ob eine Probe Mikroabsorptionseffekte aufweist, ist dieser Ansatz mit Herausforderungen verbunden.Erstens ist es oft schwierig, die Partikelgröße zu quantifizieren, wodurch es unmöglich wird, den Wert von μD zu kennen.Da in vielen Labors nur ein Sieb zur Verfügung steht, gibt es keine genaue Möglichkeit, die Partikelgröße zu messen.Zweitens erfordern einige Materialien, selbst wenn die Partikelgröße identifiziert und durch Mahlen verändert werden kann, eine extrem kleine Partikelgröße, um einen μD unter 0,01 zu erreichen.Zum Beispiel müssen die Teilchen möglicherweise gemahlen werden, damit sie kleiner als ein Mikrometer sind.In diesen Situationen ist es unwahrscheinlich, dass die erforderliche Ausrüstung verfügbar ist, um die Partikelgröße ausreichend zu reduzieren – und die Reduzierung zu verifizieren – was dazu führt, dass der μD-Wert größer als 0,01 ist.Bei festen Proben ist das Problem der Mikroabsorption noch schwieriger zu lösen, da die Korngröße die Größe der Kristallite bestimmt.Wenn die Probe also nicht extrem feinkörnig ist und μ nicht für alle Phasen ähnlich ist, erfüllt das Material das Brindley-Kriterium nicht, was zu Fehlern in praktisch jeder quantitativen Analyse führt.Um die Effekte von Fluoreszenz und Mikroabsorption zu analysieren, wurden Eisen und Nickel in einem äquiatomaren Verhältnis gemischt.Die Probe wurde sowohl mit einer Kupfer- als auch einer Kobaltquelle getestet, nachdem sie einer Reihe von Schleifzeiten ausgesetzt worden war.Wie in den folgenden Diagrammen gezeigt, wurde beim Test mit der Kupfer-Röntgenquelle, die eine starke Fluoreszenz in Eisen induziert, die Zusammensetzung der Eisen-Nickel-Mischung falsch dargestellt: Ohne Mahlen betrug der angegebene Atomanteil von Nickel etwa 70 %, während der Atomanteil von Eisen 30 % betrug.Nachdem die Probe eine Stunde lang gemahlen worden war, war die gemessene atomare Zusammensetzung viel näher an der tatsächlichen Zusammensetzung, mit einer scheinbaren Nickelzusammensetzung von etwa 55 % und Eisen von 45 %.Als die Röntgenquelle jedoch von Kupfer auf Kobalt umgeschaltet wurde, das weniger Fluoreszenz in Eisen induziert, war die XRD-gemessene Zusammensetzung beider Elemente auch ohne Mahlen genau.Basierend auf diesen Ergebnissen ist klar, dass die Wahl einer kompatiblen Röntgenröhre eine hochwirksame Lösung sein kann, um die Auswirkungen der Mikroabsorption zu reduzieren.Dies ist besonders wichtig, wenn (1) starkes Hintergrundrauschen vorhanden ist, (2) zu messende Komponenten sehr unterschiedliche lineare Dämpfungskoeffizienten haben, (3) eine zu messende Komponente einen sehr hohen linearen Dämpfungskoeffizienten hat, (4) lineare Dämpfungskoeffizienten von Komponenten nicht bekannt sind, (5) fehlende Peaks beobachtet werden oder (6) standardlose Analysemethoden (z. B. Rietveld) verwendet werden.Es sollte betont werden, dass hohe Hintergrundpegel nicht das Problem sind.Vielmehr zeigen sie die Wahrscheinlichkeit großer μ- und damit μD- und Mikroabsorptions-induzierter Ungenauigkeiten an.Das Reduzieren des Hintergrunds durch Monochromatisierung oder Energiediskriminierung wird die durch Mikroabsorption verursachten Ungenauigkeiten nicht verbessern.Daher ist die einzige garantierte Lösung, die Röntgenröhre zu wechseln.[1] GW Brindley, Philos.Mag., 36, 347–369 (1945).Diese Informationen wurden aus von Proto bereitgestellten Materialien bezogen, überprüft und angepasst.Weitere Informationen zu dieser Quelle finden Sie unter Proto.Bitte verwenden Sie eines der folgenden Formate, um diesen Artikel in Ihrem Essay, Ihrer Arbeit oder Ihrem Bericht zu zitieren:Proto.(2021, 25. März).Demaskierung der Mikroabsorption: Warum die Fluoreszenzunterdrückung in Pulver-XRD mehr schadet als nützt.AZoM.Abgerufen am 08. März 2023 von https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=20003.Proto."Demaskierung der Mikroabsorption: Warum die Fluoreszenzunterdrückung in Pulver-XRD mehr schadet als nützt".AZoM.08. März 2023.