X-ray excited aluminumK, copperLand zincLspectra from tarnished copper alloy surfaces

Abstract

Surface changes induced by atmospheric exposure of copper and copper-base alloys have been studied by X-ray excitation of Al K, Cu L, and Zn L X-ray spectra, using a conventional vacuum X-ray spectrograph. These are compared with spectral differences between pure metals and their oxides. The results are also related to published data obtained using electron excitation.Well defined ‘chemical shifts’ are observed in the Al K spectra from aluminum metal, Al2O3, and oxidized or tarnished aluminumcontaining alloys. Significant spectral differences are also seen between copper metal, its oxides, and tarnished copper-base alloys. As expected from elementary electron configuration data, the oxidation of zinc produces the smallest spectral change.The conclusion is that a conventional vacuum X-ray spectrograph provides sufficient resolution for the study of soft X-ray spectra in many practical applications involving surface reactions. Résumé Nous avons mesurés les spectres Al K, Cu L et Zn L'excités. en fluorescence pour étudier les changements de surface induits par l'exposition à l'atmosphére du cuivre et des alliages du cuivre. Nous avons utilisés un spectrograph sous vide. Les détails des spectres sous comparaison avec les bands K ou L des métaux purs et leurs oxides, obtenus par la meme méthode d'excitation. Nous avons considérés nos résultats en comparaison avec les données publiees obtenues par l'excitation d' électrons.On pouvait observer des ‘déplacements chimiques’ bien définés entre les spectres K de Al, de Al2 O3 et desalliages Cu-Zn-Al oxidés ou ternis. On pouvait constater également des différences significatives entre les spectres du cuivre, de Cu2O, CuO et les alliages. Comme attendue de la configuration électronique de Zn, l'oxidation de Zn ne produisait qu'un changement minimal de spectre L de Zn.Nous en concluons qu'un spectrograph sous vide des rayons X fourni une résolution suffisante pour l' étude des rayons X mous dans beau coup d'applications pratiques où-t-il est question de réaction surface.