利用PIXE、XPS和元素分析仪技术对氢化铝进行微量元素分析

氢化铝（AlH₃）是一种极具吸引力的储氢材料，在火箭和航空航天工业中发挥着重要作用。氢化铝中的杂质会严重影响其性能和稳定性。在已知内标元素Si含量的情况下，Zheng Zhang等人^[1]采用PIXE、XPS和元素分析仪对AlH₃产物中的所有无机元素进行了定量分析，旨在为AlH₃产品的质量提供补充评价，有助于改善其合成环境和储存条件。实验过程中将已知硅含量的AlH₃样品混合，用PIXE、XPS和元素分析仪对AlH₃中的元素进行了区分，并测定了它们的浓度。用PIXE对Al、Si、Cl、Ca和Fe进行了鉴定。采用XPS技术对混合硅的氧化产物进行了测定。从元素分析仪中获得H含量。从标准样品和原始样品中获得的典型PIXE光谱中可以观察到铝（Al）、硅（Si）、氯（Cl）、氩（Ar）、钙（Ca）和铁（Fe）的X射线线清晰可见。在原始样品中未检测到Si。从均被Ar+离子溅射90秒的标准样品和原始样品获得的典型XPS光谱。在原始样品中未检测到硅，这与PIXE结果一致。对于标准样品，仅检测到碳（C）、氧（O）、铝（Al）和硅（Si），此处未检测到氯（Cl）、钙（Ca）和铁（Fe），因为PIXE的检测限低于XPS。杂质浓度的结果表明，除碳外，这些技术之间的协同作用是有效的。来自原始样品的XPS结果显示碳的浓度是主要元素Al的6倍，而来自元素分析仪的结果仅为0.620wt%。这表明XPS技术对表面敏感，不太适合测定碳的体积浓度。

[1] A Z Z , B Y Z , A Y G ,et al.Impurity element analysis of aluminum hydride using PIXE, XPS and elemental analyzer technique[J].Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 2021, 488:1-4.DOI:10.1016/j.nimb.2020.11.018.

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