一种基于EDXs的多相Ta的制作方法

一种基于edxs的多相ta
xc1-x
全定量分析方法
技术领域
1.本发明涉及金属化合物全定量分析技术领域，尤其涉及一种基于edxs的多相ta
xc1-x
全定量分析方法。


背景技术：

2.实验上，在制造tac的过程中，合成的tac固溶体中可能含有tac、tac2、ta4c3的混合相，这容易影响样品的力学性能，因此，对tac及其相关晶体相的全定量测定有助于材料学科学家合成具有优越力学性能的混合tac相。
3.edxs，全称为能量色散x射线光谱仪，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，根据不同元素特征x射线波长的不同来测定试样所含的元素。通过对比不同元素谱线的强度可以测定试样中元素的含量。通常edx结合电子显微镜使用，可以对样品进行微区成分分析。
4.公布号为cn108051466a的专利公开了一种基于x射线荧光光谱分析的化肥成分无损定量检测方法，包括：s1、化肥样品的采集与预处理；s2、使用标准化学方法测量对化肥样品的成分进行测定，通过x射线光谱仪采集化肥样品的标准光谱；s3、校正集化肥样品的选取；s4、x射线荧光光谱的本底扣除；s5、x射线荧光光谱的曲线拟合；s6、基于化学计量学中的非线性多元校正方法确定校正集中化肥样品各元素含量与其x射线荧光光谱的特征峰强度的非线性映射关系，建立非线性动态校正模型；s7、未知化肥样品各成分含量检测：首先扫描未知化肥样品的x射线荧光光谱，带入步骤s6的非线性动态校正模型，计算得到未知化肥样品的各成分含量。
5.在采用edxs对tac的成分检测过程中，特征x射线光子打入样品后，在样品中会出现吸收、散射、透射等损失，会影响测得的样品成分结果准确性，不利于更精确地对材料成分进行计算分析。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种基于edxs的多相ta
xc1-x
全定量分析方法。
7.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
8.提供一种基于edxs的多相ta
xc1-x
全定量分析方法，包括以下步骤：
9.s01、准备tac化合物样品；
10.s02、通过x射线光谱仪采集tac化合物样品的实际测量光谱；
11.s03、对实际测量光谱进行分析，得到tal/ck和/或tam/ck的值的真实样本；
12.s04、改变x射线光谱仪的探针打入tac化合物样品的位置，使探针下tac化合物样品的厚度在100nm～1000nm之间变化，重复步骤s02、s03，并制作tal/ck与tac化合物样品厚度，和/或tam/ck与tac化合物样品厚度的第一关系曲线图；
13.s05、根据第一关系曲线图，确定tal/ck和/或tam/ck的值趋向平稳时tac化合物样
品的临界厚度d1；
14.s06、建立由通过计算机模拟得到的tac化合物中ta和c不同含量时模拟特征光谱的模拟光谱库，选择探针下tac化合物样品的厚度不小于临界厚度d1的一个第一真实样本，将第一真实样本对应的第一实际测量光谱在模拟光谱库内对比得到最匹配的目标特征光谱，确定目标特征光谱对应的ta和c含量为tac化合物样品中的真实ta和c含量。
15.进一步的，步骤s03中，对实际测量光谱进行分析，包括：
16.根据实际测量光谱，通过casino软件绘制tal、tam和ck的背景图，对tal、tam和ck的背景图经过高斯拟合后，根据tal、tam和ck的背景图中tal、tam和ck的x射线光谱峰值强度，确定tal/ck和tam/ck的值。
17.进一步的，tac化合物样品包括衬底和目标体，衬底采用环氧树脂材质，目标体包括tac化合物，目标体固定设置在衬底的顶壁上，目标体的表面与衬底的表面齐平。
18.进一步的，还包括以下步骤：
19.s07、根据测得的真实ta和c含量，使tac化合物样品中衬底的厚度保持定值d2，探针下目标体的厚度在100nm～1000nm之间变化，重复步骤s02、s03，并制作tal/ck与目标体厚度，和/或tam/ck与目标体厚度的第二关系曲线图；
20.s08、通过计算机模拟真实ta和c含量的模拟tac化合物在厚度为100nm～1000nm之间变化时，tal/ck与模拟tac化合物厚度，和/或tam/ck与模拟tac化合物厚度的第三关系曲线图；
21.s09、比较第二关系曲线图与第三关系曲线图，选取两个关系曲线图中曲线会聚时的目标体厚度为d3，当：
[0022]-10nm≤d
1-(d2+d3)≤10nm
[0023]
确定衬底对ta和c的定量无影响
[0024]
进一步的，目标体为半球形，目标体的球面朝向衬底，目标体的直径为4*e6nm；
[0025]
步骤s04中，x射线光谱仪的探针从目标体与衬底分界面处向目标体中心水平直线移动，制作第一关系曲线图同时制作tac化合物样品厚度与探针水平移动距离的第四关系曲线图；
[0026]
根据临界厚度d1查询第四关系曲线图，获得探针水平移动距离d4，并确定在以目标体中心为圆心、以4*e6nm-2d4为直径的区域内，测得的tal/ck和/或tam/ck的值趋向平稳。
[0027]
进一步的，还包括以下步骤：
[0028]
s10、根据步骤s06的第一真实样本的tal、tam和ck的x射线光谱峰值强度，通过cliff-lorimer因子计算公式，计算获得ta和c计算含量，比较真实ta和c含量与ta和c计算含量，当确定真实ta和c含量与ta和c计算含量之间差异小于8％时，确定测得的真实ta和c含量准确。
[0029]
本发明的有益效果为：1、通过x射线光谱仪采集tac化合物的实际光谱，并基于tal/ck和/或tam/ck的值，在多次测量中剔除样品自身因素对测量结果的影响，以获得更为稳定、准确的化合物的真实ta和c含量。
[0030]
2、采用排除样品因素影响方式，并对比标准化合物各相不同含量时的图谱，获得稳定的化合物中各相真实含量，可以简化化合物各相真实含量计算过程，提高计算过程中的容错率。
[0031]
3、排除了样品厚度、环氧树脂制成的衬底、以及光谱仪的探针对样品打入x射线位置等因素对化合物定量测量造成的影响，实现了对化合物各相含量的全定量测量，测量结果精确，有助于合成更优异性能的化合物。
附图说明
[0032]
图1为本技术实施例的分析方法的步骤流程图；
[0033]
图2为本技术实施例的tac化合物样品的整体结构示意图；
[0034]
图3为本技术实施例的tal/ck与tac化合物样品厚度(左)和tam/ck与tac化合物样品厚度(右)的第一关系曲线图；
[0035]
图4为本技术实施例的tac化合物样品的剖面结构示意图；
[0036]
图5为本技术实施例的测量tal/ck时第二关系曲线图与第三关系曲线图的比较(左)和测量tal/ck时第二关系曲线图与第三关系曲线图的比较(右)示意图。
[0037]
其中，1、衬底；2、目标体；101、探针。
具体实施方式
[0038]
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0039]
本发明实施例通过提供一种基于edxs的多相ta
xc1-x
全定量分析方法，参照图1、2，其分析方法可以包括以下步骤：
[0040]
s01、准备tac化合物样品，tac化合物样品主要包括衬底1和目标体2，目标体2主要由tac化合物组成，在本技术实施例中，衬底1可采用环氧树脂材质。目标其嵌状在衬底1的顶壁上，使目标体2的表面与衬底1的表面平齐。
[0041]
s02、通过x射线光谱仪采集tac化合物样品的实际测量光谱。本技术中所采用的x射线光谱仪为配备了牛津仪器xmax sdd edxs系统的jeol7800f扫描电子显微镜，其中，x射线起飞角设置为29
°
，探测器立体角名义上为0.04487。
[0042]
s03、对实际测量光谱进行分析，根据实际测量光谱，通过casino软件绘制tal、tam和ck的背景图，对tal、tam和ck的背景图经过高斯拟合后，据tal、tam和ck的背景图中tal、tam和ck的x射线光谱峰值强度，确定tal/ck和/或tam/ck的值的真实样本。具体的，根据光谱仪测得的tac化合物样品实际测量光谱，通过casino软件处理分别获得tal、tam和ck的背景图，再将tam峰ck经高斯函数拟合，将tam峰经mlls高斯函数拟合，拟合后可得到tal、tam和ck的各个x射线完整的峰值强度，从而能确定出tal/ck和tam/ck的值。
[0043]
s04、参照图3，改变x射线的探针101打入tac化合物样品的位置，使探针101下tac化合物样品的厚度在100nm～1000nm之间变化，每次样品厚度的变化量为50nm。重复步骤s02、s03，并制作tal/ck与tac化合物样品厚度，和/或tam/ck与tac化合物样品厚度的第一关系曲线图。
[0044]
s05、根据第一关系曲线图，确定tal/ck和/或tam/ck的值趋向平稳时tac化合物样品的临界厚度d1。
[0045]
s06、建立由通过计算机模拟得到的tac化合物中ta和c不同含量时模拟特征光谱的模拟光谱库，选择探针101下tac化合物样品的厚度不小于临界厚度d1的一个第一真实样
本，将第一真实样本对应的第一实际测量光谱在模拟光谱库内对比得到最匹配的目标特征光谱，确定目标特征光谱对应的ta和c含量为tac化合物样品中的真实ta和c含量。
[0046]
通过将实际测得的tal/ck和/或tam/ck的值平稳状态时的任一样品厚度作为第一真实样本，采用软件自动模拟并建立出在第一真实样本厚度前提下不同化合物含量比例一一对应的模拟特征光谱组成的模拟光谱库，再将第一真实样本实际检测出的第一实际测量光谱与模拟光谱库中比较，进而得到与第一实际测量光谱最相近的目标特征光谱，以及该目标特征光谱在模拟光谱库对应的ta和c含量，该ta和c含量即为真实测量得到的tac化合物样品中的真实ta和c含量。
[0047]
由于衬底1的环氧树脂材质中含有c，为了探究衬底1中c元素对定量结果的影响，分析方法还包括以下步骤：
[0048]
s07、根据步骤s06中测得的真实ta和c含量，使tac化合物样品中衬底1的厚度保持定值d2，探针101下目标体2的厚度在100nm～1000nm之间变化，重复步骤s02、s03，并制作tal/ck与目标体2厚度，和/或tam/ck与目标体2厚度的第二关系曲线图。
[0049]
参照图4，其中，tac化合物样品的横截面状态下，应能观察到目标体2朝向衬底1一面至少有一面倾斜面或渐变曲面，探针101打在tac化合物样品上时，从目标体2上倾斜面或渐变曲面的一端，沿tac化合物样品的剖切面水平向另一端移动，即可实现探针101下目标体2的厚度的变化。
[0050]
s08、通过计算机模拟真实ta和c含量的模拟tac化合物在厚度为100nm～1000nm之间变化时，tal/ck与模拟tac化合物厚度，和/或tam/ck与模拟tac化合物厚度的第三关系曲线图，模拟状态下，tac化合物不具有衬底1，因此模拟状态下不受衬底1中c相影响。
[0051]
s09、比较第二关系曲线图与第三关系曲线图，参照图5，示出了申请实施例的测量tal/ck时第二关系曲线图与第三关系曲线图的比较(左)和测量tal/ck时第二关系曲线图与第三关系曲线图的比较(右)示意图，其中，空心三角所在曲线为第二关系曲线图，实心三角所在曲线为第三关系曲线图选取两个关系曲线图中曲线会聚时的目标体2厚度为d3，当：
[0052]-10nm≤d
1-(d2+d3)≤10nm
[0053]
确定所述衬底1对ta和c的定量无影响。
[0054]
在本身申请实施例中，目标体2为半球形，目标体2的球面朝向衬底1，目标体2的直径为4*e6nm。在步骤s04中，x射线光谱仪的探针101从目标体2与衬底1分界面处向目标体2中心水平直线移动，制作第一关系曲线图同时制作tac化合物样品厚度与探针101水平移动距离的第四关系曲线图。根据临界厚度d1查询第四关系曲线图，获得探针101水平移动距离d4，并确定在以目标体2中心为圆心、以4*e6nm-2d4为直径的区域内，测得的tal/ck和/或tam/ck的值趋向平稳。
[0055]
通过测量出tac化合物样本上tal/ck和/或tam/ck的值趋向平稳的区域，在步骤s06中选择第一真实样本时，实现人员可以快速定位探针101正确的打入区域，从而提高定量效率。
[0056]
进一步的，为了验证定量结果中真实ta和c含量的准确性，分析方法还包括以下步骤：
[0057]
s10、根据步骤s06的第一真实样本的tal、tam和ck的x射线光谱峰值强度，通过cliff-lorimer因子计算公式，计算获得ta和c计算含量，比较真实ta和c含量与ta和c计算
含量，当确定真实ta和c含量与ta和c计算含量之间差异小于8％时，则确定测得的真实ta和c含量准确。通过以计算方式计算出含量，并与全定量方式实际测得的含量进行对比，可以验证测量结果的真实性，使科学研究数据严谨。
[0058]
本领域内的技术人员应明白，尽管已经描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性的概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围内的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。