这几天在做X射线衍射的时候，遇到同学问这个问题：什么情况下使用Cu靶，什么时候使用Co靶。翻了翻资料，找到了一些答案，提供给大家讨论。

靶材的选择原则是：Z靶≦Z样+1。

X射线辐射到被测物之后会发生散射或者吸收。其中X射线衍射分析应用的是散射，而吸收的部分将发生光电效应和荧光效应。
如果被测物吸收的能量过多，产生的荧光效应过强，则衍射强度往往较低，同时造成部分与工作X射线波长相近的荧光很难消除。因此，必须要避免产生很强的荧光。而不同物质对不同波长的X射线的吸收系数不一样，因此必须挑选合适的靶材来测量相应的物质。
在用Cu靶来测量Fe的时候，由于Fe对Cu靶产生的X射线吸收系数很高，产生很强的荧光效应。而选用Co靶的Ka辐照时质量吸收系数较低，则荧光效应较弱。

除了荧光效应外，选择靶材的原则还需从物理学和实用的角度还要考虑其产生工作X射线的功率和效率(Cu是上佳的选择)，还有也是最重要的就是：能收集到尽可能多的衍射线同时衍射线又有足够的分辨率(此二者恰是相互矛盾的)。

seemewhy 发表于 2012-5-23 20:13
不同的靶，其特征波长不同。使用不同的靶也就是所用的 X 射线的波长不同. 使用波长较长的靶材的XRD所得的衍 ...

恩，说的很对！

不同的靶，其特征波长不同。使用不同的靶也就是所用的 X 射线的波长不同. 使用波长较长的靶材的XRD所得的衍射图峰位沿2θ轴有规律拉伸; 使用短波长靶材的XRD谱沿2θ轴有规律地被压缩. 但不管使用何种靶材的X射线管, 从所得到的衍射谱中获得样品面间距d值是一致的, 与靶材无关. 辐射波长对衍射峰强的关系是: 虽然衍射峰强主要决定于晶体的结构, 但是由于样品的质量吸收系数(MAC)也和入射线的波长有关。因此同一样品用不同靶所取得的图谱上衍射峰间的相对强度会稍有差别, 与靶材有关. 特别是混合物, 各相之间的MAC都随所选波长而变化, 波长选择不当很可能造成XRD定量结果不准确.

各元素的MAC突变时的波长值称为该元素的吸收边或吸收限. 如果分析样品中的元素的原子序数比靶的元素的原子序数小 1 至 4, 就会出现强的荧光散射. 例如使用 Fe 靶分析主要成分元素为 Fe Co Ni 的样品是合适的, 而不适合分析含有Mn Cr V Ti 的物质. Cu 靶不适合于分析有Cr Mn Fe Co Ni 这些元素的物质。因为荧光X 射线的强度将叠加在衍射图的背景上, 造成很高的背景, 不利于衍射图的分析. 如果设备没有配置弯晶石墨单色器仅使用 Kβ滤片, 选波长(或者说选靶)主要考虑的就是样品中的主要组成元素不会受激发而产生强烈的荧光 X 射线.

恩，刚学完材料分析方法