Объектная камера
Cтраница 2
На рис. 2.3 приведена упрощенная схема фотоэлектронного спектрометра с возбуждением областью вакуумного ультрафиолета ( ВУФ), где показаны системы откачки, ввода газа в источник и анализируемой пробы. Анализируемый образец может быть газообразным, жидким или твердым; в последнем случае его вводят в объектную камеру в виде паров при давлении Ы0 - 3 - 1 5 - 10 - мм рт. ст. Газ ( пар) в процессе работы может вытекать из камеры ионизации в пространство анализатора, из которого он откачивается. Поэтому, чтобы во время съемки спектра давление было стабильным, исследуемый газ непрерывно подают в объектную камеру. Манометр Пира-ни, устанавливаемый на вентиле тонкой регулировки со стороны камеры ионизации, показывает момент достижения условия стабильного состояния. [16]
Разумеется, имеющиеся результаты не исключают возможности количественного аспекта метода, хотя ФЭС в настоящее время еще нельзя считать методом количественного анализа, поскольку истинная идентификация линий и измерения их площадей представляют известные трудности и, кроме того, не исключено, что взаимодействие веществ в объектной камере вызовет некоторые изменения формы и ширины линий. Эти искажения не создадут серьезных помех для качественного анализа, но могут привести к заметным ошибкам количественных определений. В то же время приведенные выше факты говорят о том, что метод может оказаться весьма чувствительным для определения летучих примесей. [17]
При возбуждении спектра неразложенным излучением от лампы с тлеющим разрядом обычно производят дифференциальную откачку лампы и объектной камеры, поскольку нет такого материала для изготовления окошка, через который могли бы проходить получаемые при этом фотоны. Схема обычной установки такого типа приведена на рис. 2.1. Разряд происходит в верхнем капилляре, большая часть легкого газа источника при этом эвакуируется по-линии откачки. Фотоны проходят по нижнему капилляру в объектную камеру. [18]
В настоящее время возможности уменьшения размеров анализируемой пробы ограничиваются трудностями отбора в объектную камеру достаточно представительной части исследуемого вещества. Процесс ионизации в этом детекторе сходен с процессом фотоионизации, происходящей в объектной камере, а эффективность счета импульсов значительно меньше. Чувствительность метода в принципе должна быть такой же, как чувствительность масс-спектрометрии, так как и в том и в другом методах используются аналогичные процессы ионизации. Однако при работе с УФ-фотоэлек-тронным спектрометром нужно найти способ избежать проникания избыточного гелия из зоны разряда в объектную камеру. Избыток гелия повышает давление, чувствительность метода при этом значительно снижается и становится много ниже чувствительности масс-спектрометрического анализа. [19]
На рис. 2.3 приведена упрощенная схема фотоэлектронного спектрометра с возбуждением областью вакуумного ультрафиолета ( ВУФ), где показаны системы откачки, ввода газа в источник и анализируемой пробы. Анализируемый образец может быть газообразным, жидким или твердым; в последнем случае его вводят в объектную камеру в виде паров при давлении Ы0 - 3 - 1 5 - 10 - мм рт. ст. Газ ( пар) в процессе работы может вытекать из камеры ионизации в пространство анализатора, из которого он откачивается. Поэтому, чтобы во время съемки спектра давление было стабильным, исследуемый газ непрерывно подают в объектную камеру. Манометр Пира-ни, устанавливаемый на вентиле тонкой регулировки со стороны камеры ионизации, показывает момент достижения условия стабильного состояния. [20]
Нако нец, следует сказать о возможности вторичных реакций в объектной камере или разложении вещества на пути к ней. Примеры обоих явлений приведены в гл. Эффект может проявиться в изменении интенсивности линий, появлении ложных линий ( продукты разложения) или даже в появлении ложного спектра, в котором линии изучаемого вещества оказываются много слабее спектра продуктов реакций, происходящих на пути образца в объектную камеру. [21]
Производить калибровку спектра на твердых образцах крайне трудно. Во-первых; нулевая энергия связи для твердого тела выбирается по уровню Ферми, в то время как для свободной молекулы она определяется из условия удаления электрона в вакуум. Разность энергий между уровнем Ферми и уровнем вакуума равна работе выхода. Во-вторых, вторичные электроны в объектной камере могут создать поверхностный заряд на образце, который изменяет энергию выбитого электрона. Уровень Ферми и поверхностный заряд зависят от природы образца, так что необходима удобная система эталонирования. Чаще всего в качестве стандарта используют ls - линию углерода из полиэтиленовой ленты, служащей подложкой для образца, или из нагара масла от форвакуумного насоса, которое осаждается на. [22]
 |
Общий вид рентгеноспектрального анализатора микросостава РАМС-2К. [23] |
Упрощение конструкции установки достигнуто оригинальным решением конструкции вакуумного спектрометра. В отличие от обычных вакуумных спектрометров, в которых создается вакуум в большом объеме, вмещающем всю кинематическую систему спектрометра с регистраторами излучения, в данной конструкции вакуум создается только по ходу рентгеновского пучка от анода к кристаллу - анализатору и далее к входному окну детектора. Вся кинематическая схема спектрометра находится на открытом столе прибора. Вакуумирова-ние осуществляется гирляндами сильфонов, соединяющими объектную камеру с камерой кристаллодержателей и последнюю с камерой детектора. Камера кристаллодержателей предназначена для размещения двух изогнутых по радиусу 550 мм монокристаллов, их смены и юстировки без нарушения вакуума. У детектора только входное окно находится в вакууме, а корпус и предусилитель с подводящим кабелем - вне вакуума. Это обеспечивает простую замену гейгеровского счетчика на проточный пропорциональный счетчик. [24]
 |
Общий вид рентгеноспектрального анализатора микросостава РАМС-2К. [25] |
Упрощение конструкции установки достигнуто оригинальным решением конструкции вакуумного спектрометра. В отличие от обычных вакуумных спектрометров, в которых создается вакуум в большом объеме, вмещающем всю кинематическую систему спектрометра с регистраторами излучения, в данной конструкции вакуум создается только по ходу рентгеновского пучка от анода к кристаллу - анализатору и далее к входному окну детектора. Вся кинематическая схема спектрометра находится на открытом столе прибора. Вакуумирова-ние осуществляется гирляндами сильфонов, соединякщими объектную камеру с камерой кристаллодержателей и последнюю с камерой детектора. Камера кристаллодержателей предназначена для размещения двух изогнутых по радиусу 550 мм монокристаллов, их смены и юстировки без нарушения вакуума. У детектора только входное окно находится в вакууме, а корпус и предусилитель с подводящим кабелем - вне вакуума. Это обеспечивает простую замену гейгеровского счетчика на проточный пропорциональный счетчик. [26]
Доскональное понимание УФ-фотоэлектронных спектров предполагает довольно серьезную предварительную подготовку. В настоящее время мало что известно об интенсивностях линий и величинах сечений ионизации орбиталей. Почти наверняка имеют место вторичные реакции в объектной камере, которые могут проявиться в небольших изменениях на спектрах одного и того же соединения, снятых в различных условиях. [27]
Оказалось, однако, что игольчатый вентиль, служащий для регулировки газа, был недостаточно тонким, чтобы обеспечить парциальное обогащение газовой смеси одним из компонентов с помощью эффекта Кнудсена. В некоторой области концентраций могут появиться отклонения от линейности вследствие - вторичных реакций в объектной камере. [28]
В настоящее время возможности уменьшения размеров анализируемой пробы ограничиваются трудностями отбора в объектную камеру достаточно представительной части исследуемого вещества. Процесс ионизации в этом детекторе сходен с процессом фотоионизации, происходящей в объектной камере, а эффективность счета импульсов значительно меньше. Чувствительность метода в принципе должна быть такой же, как чувствительность масс-спектрометрии, так как и в том и в другом методах используются аналогичные процессы ионизации. Однако при работе с УФ-фотоэлек-тронным спектрометром нужно найти способ избежать проникания избыточного гелия из зоны разряда в объектную камеру. Избыток гелия повышает давление, чувствительность метода при этом значительно снижается и становится много ниже чувствительности масс-спектрометрического анализа. [29]
К сожалению, результаты оказались невоспроизводимыми, что было приписано различию в летучести компонент. В первом эксперименте спектры воды и ацетона легко разделялись и можно было определить малые количества воды в больших количествах ацетона. На новом полученном спектре вода и ацетон ясно различались, но соотношения ин-тенсивностей их линий отличались от полученных в первом спектре. Было предположено, что вода была не полностью удалена при откачке и сконденсировалась в капиллярах, ведущих в объектную камеру, так что при введении второго образца ацетон поглощался этим слоем воды в капилляре, что приводило к кажущемуся уменьшению количества ацетона в смеси. Такие трудности могут, очевидно, считаться довольно общими и усугубляются различием летучести разных соединений. [30]
Страницы: 1 2