Kovács Petronella (szerk.): Isis - Erdélyi magyar restaurátor füzetek 10. (Székelyudvarhely, 2010)
Tóth Attila Lajos: Elektronsugaras mikroanalízis restaurátoroknak. II. rész: A röntgensugaras mérés és interpretációja
g“ Detector O Un _d Detector </ 4. ábra. Geijesztési műtermékek: (aj közvetett gerjesztés, (b): detektálási- és (c) gerjesztési árnyék. Primer elektronsugár Auger elektronok (1 nm mélységből) Szekunder elektronok SE információs tartomány (10 nm) Visszaszórt elektronok (BE) információs tartománya (100 nm) Röntgensugárzás (XR) információs tartománya (1000 nm) A gerjesztett térfogat mélysége 5. ábra. A különféle kimenő jelek gerjesztett térfogatban. 2.1.2. Összegcsúcs Akkor lép fel, ha például sietünk, és túl nagy intenzitással akarunk hamar túllenni a mérésen. Ilyenkor az A1 mintatartó (vagy minta) anyagából kiváltott két egymás után következő 1.48 keV energiájú A1 KAI töltésimpulzusát időnként az elektronika egyként digitalizálja, vagyis a beeső csúcs energiájának kétszeresénél (2.96 keV) megjelenik az összegcsúcs, ami kiválóan azonosítható az Ar KAI (2,958 keV) csúcsával. Az idevágó Murphy idézet szerint „a detektált Ar mennyisége a tapasztalattal arányosan csökken”. Míg a szökési csúcsokat egyes analizátor rendszerek levonják a spektrumból, addig az összegcsúcsoknál a tapasztalatra és az önmérsékletre kell hagyatkoznunk. A primer sugár-áramot úgy állítsuk be, hogy ne terheljük túl az EDS elektronikát (melynek mértékét az természetesen mutatja), vagy ha mindenáron nagy intenzitást kell használnunk (pl. kvalitatív nyomelemanalízis esetében) akkor legyünk tudatában annak, hogy a nagyintenzitású csúcok kétszeres energiáinál felléphetnek az összegcsúcsok. A tény, hogy az összegcsúcs energiája meghaladhatja a primer elektronsugár energiáját nem az energiamegmaradás elvének sérülését, hanem saját figyelmetlenségünket mutatja. 2.2. Idegen csúcsok: spektralis kontamináció Itt kell megemlíteni a mintatartó vagy a mintakamra távoli részeinek indirekt gerjesztésből eredő esetleges műtermékeket, az un. „rendszer”-csúcsokat. Ezeket okozhatja a röntgen-fluoreszcencia (amikor a gerjesztett térfogatból kilépő nagyenergiájú röntgensugarak gerjesztik a környezetet) és a többszörös elektronvisszaszórás (mikor a többszörösen visszaszórt elektronok teszik meg ugyanezt). 2.2.1. A mintatartó anyagából A műtermékek már a minta felragasztásánál felléphetnek, ha nem ügyelünk a mintatartó és a ragasztó anyagára és főként méretére, kellemetlen meglepetések érhetnek bennünket. Ha például egy mm2-nél kisebb mintát több cm2 felületű A1 tartóra ragasztunk oly módon, hogy a kétoldalas szénszalag a fél mintatartót fedi, jó esélyünk van mintánk bármely pontján százalék feletti C és A1 összetételt mérni. Korábban az EDS csak Na-nál nagyobb rendszámú elemeket detektált, a széntuskó és a karbonszalag tehát „mintha ott se lett volna”. A modern detektorok azonban Be-nál kezdenek, óvatosnak kell tehát lennünk a nagy szén-felületekkel is. 2.2.2. A mintakamra anyagából Ha nem vigyázunk a pozicionálásra, ehhez a mintaasztal Cu-Zn, és a kamra Fe anyaga is hozzájárulhat pár tized súly százalékkal. Az indirekt gerjesztés hatása általában csökkenthető, ha az EDS detektor gyűjtési szögét kollimátor segítségével leszűkítjük a mintafelületre, ha a detektort nem a mintától visszahúzott helyzetben használjuk és ha nem indokolatlanul nagy energiával gerjesztünk. 2.3. Gerjesztési problémák nem sima és nem homogén mintákon Ne feledjük: az ideális minta felülete sík, az elektronsugárra merőleges, anyagában (a gerjesztett térfogat mérettartományában) homogén és elektromosan vezet. Az EDS „készségesen” spektrumot ad rücskös, szemcsés, porózus felületekről is. A 8. ábra mutatja, mik történhetnek illetve történnek, ha egy gömböcske közelében kell adatot gyűjteni. 2.3.1. Rücskös minta A 4. a. ábrán a szubsztrátból kilépő nagyenergiájú röntgensugárzás gerjeszti a gömböcskét, tehát a gömböcske alkotói „megjelennek” a szubsztrátban (hiszen a gép mindig a sugár pozícióját állítja). Épp ellenkezőleg, elemek „tűnhetnek el” a szubsztrátból, ha a (b) gerjesztett röntgensugarak vagy a (c) gerjesztő elektronsugár kisenergiájú részét elnyeli a gömböcske. Ha egy gömböcske ennyi bajt okoz, képzelhetjük mi a helyzet egy szivacsos anyag esetén. Törekedjünk tehát az elektronsugár és a röntgendetektor által „belátható”, tömör minták vizsgálatára. Szintén észben kell tartanunk, hogy a röntgenjei a teljes gerjesztett tartományból jön (5. ábra), az anyagra jellemző abszorbeió után. 10
