xrf法在dd6单晶合金成分分析中的应用分析

Abstract
DD6nickel-base single crystal super alloy,known as the second generation of nickel-base single crystal super alloy,is China's own development success.It is characterized by good casting performance,high temperature strength,good organizational stability and overall performance capacity.
Because DD6alloy contains insoluble elements Ta,Re,W,Mo,using traditional methods and chemical analysis by ICP-AES are required to dissolve the samples measured after treatment to complete the analysis,it is difficult to meet the modern requirements of the progress of the physical and chemical detection and analysis. X-ray fluorescence spectrometry(XRF)does not need to dissolve the sample,so it is a non-destructive analysis.It is able to measure a variety of elements at the same time. However,the problem of the standard sample has always been the most difficult one in using XRF method,and therefore it restricts the application of XRF method.
In this thesis,for each element in X-ray fluorescence spectrometry(XRF),choice tests are done involving its channel type,its sensor type,crystal type,tube current,and tube voltage.Then optimal spectrometer analysis parameters are determined when testing chemical composition of DD6alloy.Then various factors affecting the accuracy of the test results of the analysis are corrected:(1)Measured background method of is used to correct background;(2)fundamental parameter method and PH mode are employed to determine the interference correction factor of each element;(3)In the absence of DD6alloy standard sample spectrum case,three groups of control samples are chosen and analyzed in accordance with HB requirements/Z206-91.What is more, analysis results are corrected.By regression analysis and evaluation,the quality factor K values were between0.01to0.10.Therefore,the correction has a good effect.the testing procedure of analysis of DD6alloy chemical composition are established. Finally,precision experiments are done with the experimental data obtained by the established testing procedures.The relative standard deviation(RSD)of the elements analyzed are less than2.0%;results from different analytic methods(ICP-AES,the chemical method)contrast show that under the95%confidence level,F measuring<F table(F table=4.43),t test<t table(t table=2.145).Comparing XRF method and the ICP-AES chemical method,variance in DD6alloy content of each element is
南昌航空大学硕士学位论文Abstract consistent.Two methods had no significant differences in compliance with the requirements of chemical analysis.It can be used as the main means to detect metallic materials and to implement quality control for companies and enterprises.
Keywords:XRF,single crystal alloys,spectral interference,matrix effect
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
目录 (IV)
第一章绪论 (1)
1.1研究背景及意义 (1)
1.1.1高温合金的分类 (1)
1.1.2铸造高温合金 (1)
1.1.3镍基高温合金 (2)
1.1.4单晶高温合金的发展历程 (2)
1.1.5DD6单晶合金 (3)
1.2成分分析方法概述 (3)
1.2.1化学分析法 (3)
1.2.2仪器分析法 (5)
1.3XRF分析技术发展及应用 (7)
1.3.1XRF分析技术的进展 (7)
1.3.2XRF的应用 (7)
1.4立项的必要性 (8)
1.5课题的主要研究内容及创新点 (9)
1.5.1课题的主要研究内容 (9)
1.5.2本课题的创新点 (9)
本章小结 (9)
第二章XRF光谱分析应用理论基础 (11)
2.1X射线荧光光谱分析的物理基础 (11)
2.1.1X射线 (11)
2.1.2X射线光谱 (11)
2.1.3X射线的散射与吸收 (12)
2.2X射线荧光光谱分析的基本原理 (12)
2.2.1莫塞莱定律 (12)
2.2.2布拉格方程 (12)
2.3X射线荧光光谱仪结构原理及分类 (13)
2.3.1X射线荧光光谱仪的结构原理 (13)
2.3.2X射线荧光光谱仪的分类 (13)
本章小结 (14)
第三章实验方案的设计与研究- (15)
3.1定量分析的步骤 (15)
3.2标准样品的设置 (15)
3.3控制试样的制备及定值 (16)
3.4样品的制备 (16)
3.4.1样品的表面处理 (17)
3.4.2控制样品的要求 (17)
3.5元素定量分析测量条件的选择 (17)
3.5.1激发系统的选择 (18)
3.5.2色散系统的选择 (20)
3.5.3检测系统的选择 (21)
3.6小结 (24)
第四章回归工作曲线分析 (26)
4.1引言 (26)
4.2谱线干扰校正 (26)
4.2.1谱线重叠干扰 (26)
4.2.2背景的扣除 (27)
4.3基体效应校正 (29)
4.3.1基体效应 (29)
4.3.2基体效应的校正 (29)
4.4回归工作曲线的绘制 (31)
4.5回归结果评价 (33)
本章小结 (33)
第五章XRF分析DD6合金中元素成分分析方法的确认 (35)
5.1精密度试验 (35)
5.2不同分析方法结果比对 (36)
5.2.1格拉布斯（Grubbs）检验法—异常值检验 (36)
5.2.2F检验法—两种分析方法的精密度评估 (37)
5.2.3t分布检验法—两组分析方法平均值的比较 (37)
本章小结 (41)
结论 (42)
参考文献 (43)
致谢 (45)
第一章绪论
1.1研究背景及意义
在航空工业中，高温合金因其能够在600-1100℃的氧化和燃气腐蚀环境下承受复杂的应力，良好的抗氧化和断裂韧性，优异的抗疲劳性能、抗热腐蚀性能等综合性能，主要用于制造工业用舰艇、燃气轮机、航空的涡轮盘、涡轮叶片、燃烧室、导向叶片和高压压气机盘等高温零部件[1]，还用于制造火箭发动机、航天飞行器、石油化工设备、核反应堆以及煤的转化等能源转化装置，是航空航天、化学工业和交通运输、能源的重要材料[2]，现已成为军用、民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料[3]。

先进的高温合金材料的研制和工艺研究属于高科技术领域。

高温合金的水平象征着一个国家工业水平的高低，代表着国防力量的强弱[4]。

航空发动机的发展与高温合金的发展紧密相关。

航空发动机的发展是高温合金发展的动力，而高温合金的发展为航空发动机发展提供了重要的保证。

随着航空发动机推力和推重比的不断增大，涡轮入口的温度也不断提高，从而对相应的零件提出了更高的力学性能要求。

因此，只有通过对高温合金成分和工艺的发展与改良，才能提高高温合金的承温能力[5]，满足发动机的性能要求，从而保证航空航天用发动机地不断发展。

因此世界各先进国家都非常重视高温合金的研究、生产和应用，并为之投入了大量的人力、物力[6]。

1.1.1高温合金的分类
目前全世界研制和生产的高温合金有几百个牌号，我国就有近200个高温合金牌号[7]。

根据基体元素的不同分为铁基或铁镍高温合金、镍基高温合金、钴基高温合金；按使用特性分为抗热腐蚀高温合金、低膨胀高温合金、高屈服强度高温合金、抗松弛合金；按照合金的强化类型分固溶强化和沉淀强化两种高温合金；按成型工艺分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末高温合金；根据用途不同又分成涡轮叶片用高温合金、涡轮导向叶片用高温合金、燃烧室用高温合金。

1.1.2铸造高温合金
铸造高温合金是将由金属合金锭在真空炉中重新进行熔制以后直接浇注成零件，能够长期在氧化腐蚀和高温环境中稳定工作的金属材料。

它在航空工业上最重要的用途是制造航空燃气涡轮发动机涡轮叶片、导向叶片、整铸涡轮和导向器、
增压器、涡轮机匣、尾喷管调节片。

铸造高温合金按合金的基体元素分类，主要有镍基、钴基、铁基和金属间化合物为基体的铸造高温合金；按凝固工艺方法分为定向凝固柱晶合金、定向凝固单晶合金和普通铸造（等轴晶）合金。

1.1.3镍基高温合金
在高温合金中，与钴基和铁基合金相比，镍基高温合金有着特殊的物理性能，即良好的抗腐蚀性和抗氧化性，更加优良的高温性能，广泛应用于航天、航空、舰船、能源、化工和交通运输等工业部门，在航空发动机上主要用于制作燃烧室、涡轮盘、涡轮工作叶片、压气机和导向叶片等热端零部件[8]，由此可见，镍基高温合金的发展代表着航空涡轮发动机的发展，也决定了航空工业的发展。

1.1.4单晶合金的发展历程
20世纪60年代，同时诞生了单晶合金和定向凝固柱晶合金。

但因为单晶合金在力学性能方面没有特殊的优越性，而且合格率低，成本高，因此使其推广使用受到限制。

20世纪70年代，由于提高Mar-M200+Hf合金持久强度方法的文献报道，成功研制出单晶合金PWA1480，与定向柱晶合金PW1422相比，其承温能力要高25～50℃的，并制成涡轮叶片用于当时6种先进的军用和民用航空发动机[3]。

从此，单晶合金的发展进入了一个突飞猛进，高速发展的新时期。

由于消除了一切晶界，单晶合金的塑性和持久强度比定向柱晶合金有了大幅的提升。

第一代单晶合金不含稀贵金属Re，从第二代单晶合金开始，加入了不同含量的Re以及大量的W，Mo，Ta，Re，和Ru等难熔金属产生的固然强化，使其蠕变强度和高温持久大幅度提高。

每一代单晶合金都相应地将使用温度提高了25℃，而每提高25℃，就相当于使叶片的寿命延长了3倍，而且发动机的燃油使用效率提高了30%以上，从而大大延长了寿命。

采用定向凝固技术制备的单晶合金是目前性能水平最高的铸造镍基高温合金[9]，其使用温度相当于其合金熔点的90%。

与多晶高温合金相比，单晶合金没有易成为裂纹起始位置的晶界，并且具有高的热疲劳抗力和高蠕变强度，迄今为止还没有一类材料像镍基单晶合金一样具备良好的综合性能，因此非常适合于制作先进燃气轮机和航空发动机的涡轮叶片。

采用镍基单晶高温合金制造涡轮叶片已成为现代先进航空发动机的标志之一，在今后相当长的一段时期内，单晶合金仍将是航空发动机不可替代的重要材料。

1.1.5DD6单晶合金
DD6单晶合金是我国自主开发研制成功的第二代镍基单晶高温合金，具有铸造工艺性能好、高温强度高、组织稳定及综合性能好等优点[10]。

与第一代单晶合金相比，其耐温能力提高约30℃～60℃[11]。

该合金适合制作1100℃以下工作的燃气涡轮工作叶片等高温零部件。

其元素成分如
表1-1所示。

表1-1DD6单晶合金元素成分
元素C Cr Co W Mo Al Nb
含量(％)
0.001
～0.04
3.8～
4.8
8.5～
9.5
7.0～
9.0
1.5～
2.5
5.2～
6.2
0～
1.2
元素Re Ha Ta Mg B P S
含量(％)1.6～
2.4
0.05
～0.15
6.0～
8.5
≤
0.003
≤
0.02
≤
0.018
≤
0.004
元素Ti Fe Zr Cu Mn Si Ni
含量
(％)
≤0.1≤0.3≤0.1≤0.1≤0.1≤0.1余元素Bi Sn As Ag Pb Sb
含量(％)
≤
0.00005
≤
0.001
≤
0.001
≤
0.0005
≤
0.0005
≤
0.001
DD6单晶合金与以前的镍基高温合金不同之处在于：DD6单晶合金中添加了能提高单晶寿命和强度的铼元素、钽元素和少量的铪元素。

钽的作用是增大γ/γ′错配度、强化γ′相和提高其高温稳定性[12]；少量的铪、碳和锆元素，可以提高单晶合金小角度晶界的强度[13]；铼元素显著影响单晶合金的持久性能：适量的铼能提高单晶合金的持久寿命；而过量的铼则会降低合金的稳定性，减少合金的持久寿命[14]。

由此可见DD6合金材料中的主量及杂质元素的含量直接影响合金材料的性能，材料成分的检测及控制为产品质量提供了重要的保证。

1.2成分分析方法概述
1.2.1化学分析法
目前对DD6合金的分析方法主要有化学分析法和仪器分析法。

化学分析法历史悠久，是高温合金分析中常规的传统的分析方法。

在国家标准GB/T223《钢铁及合金化学分析方法》和航空工业标准HB5220《高温合金化学分析方法》中除部分为火焰原子吸收光谱法测定高温合金中Mg、Ca、Mn、Cu含量外，其余方法均为化学法：紫外可见分光光度法（适用于P、Mo、Mn、Ti、Cu、Nb、Zr、Fe等元素）、滴定分析法（适用于Al、Ni、Cr、Co等元素）、称量分析法（适用于W、Si等元素）。

1.2.1.1紫外可见分光光度法
紫外可见分光光度法是根据物质对不同波长的单色光的吸收程度而建立起来的分析方法。

被测物质与显色剂反应生成有特定颜色的络合物，通过选择性吸收可见光或紫外光而定量测定被测成分的分析方法。

应用紫外可见分光光度法测定金属离子，一般需选择灵敏度高的显色反应，而且显色剂能与溶解后的离子形成有特定颜色的稳定的络合物。

一般用于微量组分的测定，是冶金材料分析测试中广泛采用的分析手段。

1.2.1.2滴定分析法
滴定分析是依据标准溶液与待测物质间的化学计量关系，将一种已知准确浓度的标准溶液，滴加到待测物质的溶液中，在化学计量点时，利用指示剂指示化学反应完成。

根据所消耗标准溶液的体积，计算出待测组分的含量，故又称为容量法。

滴定分析要求化学反应必须按一定的反应式定量地进行，反应迅速，有适当的方法确定滴定终点且主反应不受共存物质的干扰。

1.2.1.3称量分析法
称量分析法是定量分析的最基本的方法，它是将待测组分与试样中的其他组分分离开，并转化为一定的称量形式（单质或化合物），然后称量生成物的质量来确定被测物质组分含量的方法。

称量分析法是一种经典的以物质的化学反应为
基础的分析方法，但其操作繁琐，分析周期长，不能满足快速分析的需要。

如测定硅含量，首先采用高氯酸冒烟使硅酸脱水，经过滤洗涤后，再将沉淀灼烧成二氧化硅等不纯氧化物，通过硫酸-氢氟酸处理，使硅以四氟化硅的形式挥发除去，残渣再次灼烧，根据除硅前后质量之差计算出硅的含量。

化学分析法的分析结果准确，是高温合金元素分析的常用方法和标准方法。

但是这些方法分析步骤繁琐，分析周期长，且需要消耗大量的化学试剂、标准样品及人力，每个分析方法只能测定一个元素，在分析速度上不能满足现代理化检测分析进度的要求。

1.2.2仪器分析法
先进的航空工业技术发展对高温合金成分分析方法提出了更高要求，化学样品分析由原始的化学手段逐渐向仪器分析为主的现代分析方式转变。

仪器分析方法是利用样品的化学性质或电学、光学等物理应用各种高度自动化的精密分析仪器来测定其组分及含量的方法[15]。

与传统化学分析方法的不同之处在于,仪器分析方法操作系统快速准确，适合大批量试样分析,而且不需要使用大量的化学试剂,省时省力。

目前使用最多的是原子吸收光谱仪、X射线荧光光谱仪及电感耦合等离子体发射光谱仪等。

1.2.2.1电感耦合等离子体发射光谱仪
电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）是试样在等离子体激发光源的作用下蒸发汽化，被离解成原子状态，并可能进一步分解成离子，在光源中原子和离子激发发光。

光源发射的光通过光谱仪分解成为按照波长顺序排列的光谱，通过对光谱波长的检测，可以对试样进行定性分析；通过对发射光强度的测定进行定量分析。

电感耦合等离子体发射光谱仪仪器的操作使用简单，易于掌握，分析速度快，检出限低、稳定性和精密度好，可以实现多元素低含量和高含量成分的同时测定，但样品的预处理十分重要和关键。

1.2.2.2原子吸收光谱仪
原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）是应用最早，最普遍的原子化方法，它是利用雾化器使试样溶液形成气溶胶，将气溶胶送入火焰，
利用火焰燃烧产生的热能实现待测元素的原子化，进行原子吸收测量[16]，原子吸收光谱法具有灵敏度高、选择性好，适用的元素多，分析速度快的优点，是分析微量金属元素成分的常规手段。

原子吸收光谱法是一种相对分析方法，必须通过与标准溶液比较才能得到测定结果。

大多数情况下，使用单元素的纯溶液作为标准溶液能够获得准确可靠的测定结果。

但是，在试样组分比较复杂或者共存成分比较特殊时，试样溶液与标准溶液组分的差异以及两种溶液中待测元素化学形态的不同，可能导致待测元素原子化程度产生差异。

其结果是，尽管标准溶液和试样溶液中待测元素的浓度完全相等，而测定值并不一致，即测定中存在干扰。

1.2.2.3X射线荧光光谱仪
X射线荧光光谱分析法(X-ray fluorescence analysis，XRFA)是指由X射线发射出X射线照射到样品，样品中的元素被激发而产生特征谱线，通过准直器成为近似平行的多色光束投向晶体时，对于某选定的晶体和入射角位，只有一种波长满足布拉格衍射公式，衍射光束在于入射光束成2θ角的方向出射，并由位于该方向的探测器所接收，根据测得谱线的波长识别元素，而元素某一特征谱线的强度又与该元素在试样中的含量相关，从而根据谱线强度求得其含量。

X射线荧光光谱分析是一种物理分析方法，因此可以对在化学性质上属于同一族的元素进行分析，样品前处理简单，可以直接对固体、粉末、液体样品进行测定，分析速度快，由于仪器光源稳定，其分析指标已由原来的0.1%提高到目前的0.04%，从而保证了分析结果的准确性[17]。

1.2.2.4XRF分析与其它分析方法的比较
表1-2仪器分析方法的分析性能比较
仪器名称溶液分析固体分析多元素同
微量分析精密度准确度
时分析
ICP-AES良好不能良好良好良好良好AAS良好不能不能良好良好良好XRF良好可以良好不能*良好良好*分析前通过浓缩处理才能实现
综上所述,等离子体发射光谱仪、原子吸收光谱仪等虽然能较方便的进行元素分析，但都为破坏性化学检测，都需要进行试样的溶解处理才能进行分析测定。

而X射线荧光光谱分析方法从使用的样品形式、检出限、分析范围、分析速度、精密度和准确度等方面与其他分析方法相比毫不逊色，而且具有不破坏样品组成、分析速度快、结果稳定可靠、检测范围广等优点[18]。

1.3XRF分析技术发展及应用
1.3.1XRF分析技术的进展
伦琴（W.C.Rontgen）在1895年发现X射线。

1913年布拉格父子根据X射线选择性衍射的特点，建立了简单实用的布拉格定律。

同年，莫塞莱研究了各元素的特征谱线，由此诞生的莫塞莱定律奠定了X射线光谱分析的基础[19]。

1927年科斯特和郝维西利用X射线光谱辨认出化学元素Hf，1948年弗里德曼(H.Friedman)和伯克斯(L.S.Birks)应用盖克计数器研制出第一台波长色散X射线荧光光谱仪，从此使X射线荧光光谱仪进入了快速地发展阶段。

1969年伯克斯研制出第一台能量色散X射线光谱仪。

随着现代科学技术的发展，在之后的几十年中，随着是计算机技术、电子技术、真空技术、光学技术的发展，X射线荧光光谱分析技术及其他分析仪器都得到了很大的发展[20]。

进入90年代以来，材料科学、医学、生物、环境和空间的发展需求进一步促进了X射线光谱学在各种相关元器件、新激发源和新探测器的研究上[21]。

1.3.2XRF的应用
由于X射线荧光光谱分析(XRF)在元素主量、次量和痕量组分分析的高自动化和高精度，使其在成分分析上有着特殊的优势。

随着现代X射线荧光光谱仪器的发展，它已经成为一项比较成熟的成分分析技术，是国际标准(ISO)分析方法之一。

自上世纪80年代开始,已广泛应用于石油、地质、冶金、考古、化工、环境保护、建材等领域，成为了科学研究和生产控制不可缺少的分析工具。

据文献报道，XRF分析方法国际标准有11个，涉及含Co、Cr、Fe、Mn、Mo、Nb、Ni、Ta、Ti、V、W、Zr的碳化物及其制成的硬质合金，金属镀层厚度，工业用天然和人造冰晶石及氟化铝中0.01%～0.02%S量，不拘矿物类型的所有铁矿中Fe、Si、Ca、Mn、Al、Ti、Mg、P、S、K，石油产品中的S含量等的测定[22]。

我国的国家标准中专门单列XRF的分析方法有16个，主要是氧化物的化学
分析方法、硅酸盐岩石化学分析方法、锆矿石化学分析方法、贵金属首饰含量的无损检测方法等。

X荧光光谱法在科研院所和大型工业生产企业广泛应用于水泥、钢铁、有色等工业领域，并多有文献报道。

如牛素琴[23]等对工具钢中W、Mo、Ni、Cr、Mn等成份的测定；张淑华[24]对稀土矿的研究，王化明[25]等对200系列不锈钢中多种元素的测定；郭伸[26]等对水泥中的Na、Mg、Si、S、K、Ca和Fe 等元素的测定；宋武元[27]等对纯铜样品中杂质元素的测定；崔黎黎[28]等对铁矿石中的SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、TiO2、P、S等成分含量的测定。

吴伦强[29]等对人造金刚石、刘百利[30]等测定Nb-W-Mo合金中W、Mo；徐鸿志[31]等对玻璃纤维的分析测定。

在镍基合金分析方面，李辉[32]等运用XRF法测定镍基高温合金中16种元素；安身平[33]等测定镍基合金中Mo、Ni、Cr、Nb含量；陆晓明[34]等测定镍铬合金中15种元素；Kataoka[35]等人用X射线荧光光谱法测定了镍、钴及铁基合金中的P、S、Ni、Cr、Cu、Mo、V、Ti、Nb、Co、Mn、Si、Ta、Sn、W、Al、Fe等17种元素。

1.4立项的必要性
根据公司XX9发动机DD6单晶燃气涡轮工作叶片的验收技术文件的规定，其化学成分要求复验Cr、Mo、Nb、Co、W、Al、Ta、Ha、Re等元素含量。

对于这些元素的分析，在国家标准（GB/T223）《钢铁及合金化学分析方法》和航空工业标准（HB5220）《高温合金化学分析方法》中规定了Mo、W、Nb、Ta的分析使用紫外分光光度法，Cr、Al使用滴定分析法，运用ICP-AES （HB7716.13-2002）可以测定大部分元素，但在上述标准中均没有铪和铼元素分析的标准方法。

对于铪和铼的测定，有报道采用X射线荧光光谱法测定钨铼合金中的铼[36]和铌铪合金中铪[37]，但上述两种合金均是二元合金，成分组成比较简单，在进行X射线荧光光谱法测定时都需要将样品进行制粉、压片等前期处理，对操作技术要求较高。

在国际标准ISO、俄罗斯国家标准ГOCT、日本工业标准JIS中均未查阅到有关高温合金化学成分用XRF（X射线荧光光谱法）分析的标准，美国材料与试验协会标准ASTM方法中ASTM E2465-11Standard Test Method for Analysis of Ni-Base Alloys by Wavelength-Dispersive X-Ray Fluorescence SpectrometryX射线荧光光谱法分析镍基合金中化学成分标准中仅能够分析Ni、Cr、Cu、Mo、Ti、Nb、Co、Mn、Si、W、Al、Fe、P等元素。

与此方法相比，DD6单晶合金还需要测
定Ta、Ha、Re等元素，而ASTM E2465-11仅对方法进行了简单的描述，无法直接使用。

X射线荧光光谱法属于非破坏分析，无需溶解样品，制样简单，可在数分钟内对30多种元素进行定量分析（多通道仪器），或者在数分钟内对样品进行从4Be---92U的所有元素定性定量分析，其分析速度快、测定元素含量范围宽、精密度和准确度高，在常规生产中很大程度上可以取代了传统的湿法化学分析[38]。

1.5课题的主要研究内容及创新点
1.5.1课题的主要研究内容
针对目前DD6单晶合金分析方法的现状，结合X射线荧光光谱分析仪的特点,本课题将围绕以下内容开展工作：
1．对各元素的通道类型、探测器类型、晶体类型、管电流、管电压等分析条件进行了选择试验，根据样品中的元素组成对X荧光光谱仪相应的研究和设置,确定了测定DD6单晶合金化学成分时光谱仪最佳分析参数；
2．研究分析可能影响分析检测结果准确性的各种因素，采用实测背景校正法来扣除背景，运用基本参数法结合PH模式进行谱线重叠干扰校正和共存元素间的相互影响的校正，确定了各分析元素谱线干扰的校正系数；
3．在没有DD6单晶合金光谱标准样品情况下，选择并制备控制样品对分析结果进行校正，通过回归分析最终建立了XRF法测定DD6单晶合金化学成分分析的检测方法。

4．运用数据分析，对分析方法进行了精密度与准确度实验，基本上实现XRF 法DD6单晶合金中多元素快速准确地分析。

1.5.2本课题的创新点
通过本课题的研究，建立DD6单晶合金复验元素的X射线荧光光谱分析方法，填补中航工业南方理化检测在此方面的空白，为同类镍基高温合金的检测提供新的检测依据。

本章小结
本章首先简述了高温合金的在航空发动机制造上的重要作用，接着介绍了高温合金的分类及单晶合金的发展，阐述了化学分析法和仪器分析法的分析原理和
各自的优缺点。

比较详细的介绍了国内外X射线荧光光谱法的技术发展和在各行各业上的广泛应用。

最后介绍了论文立项的必要性，研究的主要内容和创新点。

第二章XRF光谱分析应用理论基础
2.1X射线荧光光谱分析的物理基础
2.1.1X射线
X射线是一种电磁波，它是在飞速运动的电子的撞击下，原子内层电子发生跃迁变化而发射出光辐射，波长范围在0.01～10nm之间，能量为124keV～
0.124keV[39]。

其短波段以γ射线长为界，长波段则与真空紫外的短波段相重叠。

通过光子传输电磁辐射的辐射能，由波动场引导光子所取的路径，因此X射线具有波动性、微粒性二像性。

随着不同的实验条件X射线的波、粒二象性有不同的表现方式。

它的波动性主要有光速直线传播、光的折射、反射、偏振、衍射和相干散射；而光电吸收、气体电离、产生闪光和不相干散射等则是X射线的微粒性。

量子理论将X射线波、粒二象性之间进行了关联，它认为X射线是由一种由光子
或量子组成的粒子流，每个量子、光子都具有一定的能量[40]，其数值为：
E(keV)=1.23984/λ(2-1)因此，根据X射线的波长λ即可计算出光子的能量。

2.1.2X射线光谱
产生荧光X射线光谱的常用方法是用X射线管照射样品。

用X射线管产生的X射线光谱，就是原级X射线谱，它由不同性质两类的X射线谱所组成，即特征X射线谱和连续X射线谱。

由于高速电子撞击阳极靶是非选择性的，于是就产生了很宽的能量跃迁，因此形成了连续的X射线发射，这就是连续光谱。

也就是说，连续光谱是电子的逐级减速形成的。

连续光谱的短波端的短波限，与使用的加速电压有关，而与靶材无关，但随着靶材原子序数的增加连续光谱谱线的强度也增大。

连续光谱的总强度I与管压平方V2，靶材原子序数Z和管流i成正比，即：
I=AiZV2（2-2）式中A为比例常数。

因此，原级谱的形状取决于管压，在靶材和管压确定的情况下，原级谱的强度由管流决定着。

在加速电场作用下，X光管内的电子有足够的能量把靶材原子壳中的电子逐出，从而形成靶材原子的特征谱线。

靶材的原子序数大，所发射出来的的特征谱。