Рентгеновская спектроскопия — общее название нескольких методов рентгеновского спектрального анализа. На основе некоторых из них проводят элементный анализ вещества по ее рентгеновскими спектрами.

Качественный анализ выполняют по спектральному положению характеристических линий в спектре излучения исследуемого образца, его основа — закон Мозли, устанавливающий связь между частотой характеристического рентгеновского излучения элемента и его атомным номером; количественный анализ осуществляют с интенсивностями этих линий. Методом рентгеновского спектрального анализа могут быть определены все элементы с атомным номером Z> 11 (в некоторых случаях и более легкие). Порог чувствительности метода в большинстве случаев 10 -2 -10 -4%, продолжительность — несколько минут (вместе с подготовкой пробы); метод не разрушает пробу.

Анализ по флюоресцентным излучением

Самый распространенный вид метода — анализ состава материалов по их флуоресцентным рентгеновским излучением — выполняется по относительному интенсивности линий, которая измеряется с высокой точностью рентгеновской спектральной аппаратурой. На основе общей теории анализа разработано несколько отдельных методов. При отсутствии в пробе элементов, мешающих применяют метод внешнего стандарта измеряют интенсивность аналитической линии и с помощью аналитического графика образца известного состава (стандарта) находят концентрацию исследуемого элемента в пробе. Для многокомпонентных проб применяют метод внутреннего стандарта, в котором ординатой аналитического графика служит отношение интенсивностей определяемого элемента и внутреннего стандарта — добавленного в пробу в определенной концентрации элемента, соседнего в периодической системе элементов с определяемым. Иногда применяют метод добавок в пробу определяемого элемента или наполнителя в известном количестве. С изменением интенсивности аналитической линии можно определить и начальную концентрацию элемента.

Рентгеновский микроанализ

Особый интерес вызывает метод рентгеновского микроанализа (электронно-зондовый микроанализ), который выполняют с помощью электронно-зондового микроанализатора по рентгеновскому спектру исследуемого участка. Этот метод является комбинацией рентгеноспектрального анализа и растровой электронной микроскопии. Он находит применение там, где нужно определить состав образца в микрообъёмах или его топографию. При этом можно решать следующие задачи: исследование поверхности излома; качественный и количественный анализ химического состава для идентификации различных фаз включений анализ распределения элементов, включая исследования диффузных зон; определения толщины слоев; выявление ферромагнитных и ферроелектричних доменов и тому подобное.

В этом методе тонко сфокусированный электронный луч попадает на поверхность исследуемого образца, при этом происходит взаимодействие электронов с образцом. В результате такого взаимодействия возникают различные сигналы, содержащие определенную информацию об образце. К числу этих сигналов принадлежит рентгеновское излучение, а также вторичные, отраженные и поглощены электроны, оже-электроны, катодолюминесценция (возникает во время возбуждения люминофора электронным пучком).