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分析影響X熒光光譜儀測(cè)量結(jié)果的因素

閱讀:1378      發(fā)布時(shí)間:2015-10-13
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 X熒光光譜僅的樣品制備簡(jiǎn)單,能夠非破壞性地快速進(jìn)行多元素分析,可以迅速篩查多種類(lèi)樣品基質(zhì)如固體、泥漿、粉末、糊狀物、薄膜、空氣過(guò)濾物以及其它很多基質(zhì)樣品中的未知成分,已成為電子行業(yè)有害物質(zhì)初步篩選普遍采用的檢測(cè)方法。分析影響X熒光光譜儀測(cè)量結(jié)果的因素,正確使用X熒光光譜儀。對(duì)電子產(chǎn)品中有害物質(zhì)的控制有直接的影響。
 
影響X熒光光譜儀測(cè)量度的因素有儀器本身的性能、工作曲線、測(cè)試樣品和測(cè)試方法等。其中儀器本身的性能是由所購(gòu)買(mǎi)儀器的硬件設(shè)施決定的.購(gòu)買(mǎi)儀器時(shí)就已決定.測(cè)試方法與儀器的工作原理有關(guān),目前普遍采用相對(duì)測(cè)量法。工作曲線、測(cè)試樣品對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響非常大。并且可以通過(guò)簡(jiǎn)單的處理就可以大幅提高測(cè)量度。所以本文將重點(diǎn)分析制作工作曲線的樣品、工作曲線的偏移、工作曲線的適用范圍、樣品的形態(tài)、樣品大小、非均質(zhì)樣品、樣品表面以及干擾元素等影響因素。并介紹簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的處理方法。
 
1、工作曲線的影響
工作曲線簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是元素的X射線強(qiáng)度與樣品中所含元素的質(zhì)量百分含量的關(guān)系曲線,通過(guò)工作曲線將測(cè)量得到的特征X射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為濃度。因此工作曲線對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響非常大。它除了與待測(cè)元素的濃度、待測(cè)元素、儀器校正因子和元素間吸收增強(qiáng)效應(yīng)的校正值有關(guān)以外,還與制作工作曲線的標(biāo)準(zhǔn)樣品、工作曲線是否偏移、工作曲線的適用范圍等有關(guān)。
 
(1)、制作工作曲線的樣品
X熒光分析基本上是一種相對(duì)測(cè)量,需要有標(biāo)準(zhǔn)樣品作為測(cè)量基準(zhǔn),因而標(biāo)準(zhǔn)樣品與待測(cè)樣品的幾何條件需要保持一致。標(biāo)準(zhǔn)樣品應(yīng)具有足夠的均勻性及穩(wěn)定性,控制樣品與分析樣品的冶煉過(guò)程或分析方法不同,其量值不能溯源,均勻性、穩(wěn)定性不能。所以應(yīng)選擇化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)與分析樣品相近似的標(biāo)準(zhǔn)樣品來(lái)制作相應(yīng)的工作曲線。包括分析元素含量范圍.并保持適當(dāng)?shù)奶荻龋治鲈氐暮宽氂谩⒖煽康姆椒ǘㄖ怠,F(xiàn)在不少儀器廠商為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。往往在儀器出廠前按照用戶(hù)要分析的材料類(lèi)型預(yù)先繪制一些通用校準(zhǔn)曲線,以減少現(xiàn)場(chǎng)分析時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品的需求??墒俏阌怪M言,既然是通用曲線,通用性強(qiáng),而要同時(shí)達(dá)到“精”就很困難。因此,為了分析的性,還是一種基材對(duì)應(yīng)一套標(biāo)準(zhǔn)樣品為好。
 
(2)、工作曲線的偏移
通用曲線在儀器出廠時(shí)或工作伊始就已制好,但在工作現(xiàn)場(chǎng)才能知道其是否與原始狀態(tài)一致。不太可能每次分析時(shí)再重新繪制工作曲線,這就需要定期用可溯源的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行點(diǎn)檢。以驗(yàn)證工作曲線是否發(fā)生偏移.如果發(fā)生了偏移且偏移量在規(guī)定的允許范圍內(nèi),則需要對(duì)工作曲線進(jìn)行校正。如果偏移量超出了規(guī)定的允許范圍,則需要重新制作工作曲線。
 
(3)、工作曲線的適用范圍
選擇工作曲線時(shí)應(yīng)注意工作曲線的適用范圍,一般使用范圍應(yīng)落在繪制曲線使用的標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度范圍內(nèi)。如繪制曲線所使用的標(biāo)樣濃度是500~1000μg/g的,就要測(cè)試樣品中的待測(cè)元素含量應(yīng)該在500~1000μg/g,測(cè)試點(diǎn)落在了工作曲線外延部分,這樣也會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。
 
2、樣品因素
X熒光光譜儀作為無(wú)損測(cè)試儀器,其大優(yōu)點(diǎn)就在于測(cè)試樣品無(wú)需經(jīng)過(guò)特殊的前處理就可以測(cè)量??梢钥焖俚氐玫綔y(cè)量結(jié)果。但是,測(cè)試樣品的形態(tài)、樣品大小是否符合要求,樣品表面是否氧化。是否均質(zhì)材料,以及是否有干擾元素都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的度。
 
(1)、樣品的形態(tài)
固體樣品,例如PE、PVC塑膠、鋼鐵、銅合金和鋁合金等,可以將其測(cè)試表面磨光滑。使用前,不要用手摸拋光的平面,以免表面沾了油污,影響測(cè)量精度。如果沾了油污,就要用干凈的絨布擦拭干凈。對(duì)于粉末樣品。包括礦粉、粉塵、爐灰、水泥和石灰等。可以直接把粉末樣品放在樣品杯中。大約7 g的樣品就夠了。蓋住樣品杯底約10 mm厚。便可以進(jìn)行測(cè)量。還可以采用壓片法,可以得到較的結(jié)果。對(duì)于液體樣品,一般將液體樣品倒入特定的樣品杯中,用特殊的密封材料密封好,然后將樣品杯放入測(cè)試室中測(cè)量。
 
(2)、樣品的大小
X熒光光譜儀的光斑大小來(lái)區(qū)分,光斑能夠照在樣品上且樣品厚度能夠達(dá)到要求。就可以直接放到測(cè)試室測(cè)量。光斑不能夠照在樣品上。即樣品比光斑小(例如顆粒狀的零件)。則需要放在一個(gè)樣品杯里。達(dá)到一定的量,再將其壓緊,不留空隙,然后進(jìn)行分析。薄的樣品(X射線能夠穿透的樣品),同樣地,類(lèi)似小樣品應(yīng)該堆在一起以便能夠達(dá)到小樣的品厚度限值。從而進(jìn)行有效的分析。通常所有的樣品必須在光譜的測(cè)量范圍內(nèi)。對(duì)于高分子樣品和一些輕金屬,例如鋁、鎂、鈦等厚度至少為5mm,對(duì)于液體樣品,至少要15 mm厚。對(duì)于其它的合金樣品,至少要1mm厚。
 
(3)、非均質(zhì)樣品
非均質(zhì)樣品常常表現(xiàn)為,表面有油污,或重金屬污染,表面有涂附層或電鍍層,表面是油污,或重金屬污染,則應(yīng)將這些油污或重金屬除掉后再進(jìn)行測(cè)量。金屬表面有電鍍層的,要測(cè)試內(nèi)部金屬的有害元素指標(biāo),應(yīng)該盡可能地將表面的鍍層刮去后再測(cè)試。例如:需要測(cè)量鍍層中元素的含量,由于鍍層很?。甔射線能夠穿透的樣品,它的元素的熒光強(qiáng)度跟樣品的厚度有函數(shù)關(guān)系,所以單從理論上講,是可以進(jìn)行鍍層中元素含量分析的。但是基體元素的強(qiáng)度會(huì)有很強(qiáng)的干擾,所以不能簡(jiǎn)單地說(shuō)是否可以進(jìn)行鍍層中元素含量的分析,這要看能否進(jìn)行薄層校正和對(duì)基體干擾的扣除,還要看所分析樣品的鍍層元素的復(fù)雜情況和基板的元素含量變化情況。
 
3、樣品表面的影響、
樣品表面暴露在空氣中被氧化,而X熒光光譜儀為表面分析方法,可能會(huì)導(dǎo)致樣品分析結(jié)果隨時(shí)間增長(zhǎng)呈不斷增高的趨勢(shì)。測(cè)量前應(yīng)先將氧化膜磨掉,樣品表面的光澤程度對(duì)分析結(jié)果的影響也較大,樣品表面不光滑,凸凹不平,都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果,所以應(yīng)盡量將表面磨平整。
 
4、干擾元素的影響
雖然X熒光光譜儀光譜比較簡(jiǎn)單,絕大部分是單獨(dú)的譜線,但在一個(gè)復(fù)雜的樣品中,譜線干擾仍是不可忽視的。有時(shí)甚至?xí)斐蓢?yán)重的干擾。由于干擾元素存在,進(jìn)行分析樣品時(shí)干擾元素的譜線與待測(cè)元素的譜線有重合,造成測(cè)得的強(qiáng)度偏大,給分析結(jié)果帶來(lái)偏差。一般地,看元素譜線的干擾并不是太困難的,首先要了解一些常見(jiàn)的、易干擾元素的譜線位置以及干擾的情況,在對(duì)樣品的測(cè)試圖譜進(jìn)行判斷時(shí),很關(guān)鍵的一點(diǎn)是,如果有某種元素存在。那么它應(yīng)該有多個(gè)位置的、多條譜線同時(shí)存在??磧蓷l以上的譜線,例如Pb,需要看PbLa和PbLbl這兩條。如果Pb元素真的含有,則兩條譜線都會(huì)有比較明顯的波峰出現(xiàn)。如果Pb元素真的含有并受到其它元素的干擾而造成了偏大,則兩條譜線都會(huì)出現(xiàn)波峰,但是兩條譜線所測(cè)試出來(lái)的結(jié)果會(huì)相差比較大??朔姆椒ㄓ校罕苊飧蓴_線,選用無(wú)干擾的譜線作分析線。適當(dāng)?shù)剡x擇儀器測(cè)量條件,提高儀器的分辨本領(lǐng),降低X光管的管電壓至干擾元素激發(fā)電壓以下,防止產(chǎn)生干擾元素的譜線,進(jìn)行數(shù)學(xué)校正,現(xiàn)代儀器上都有數(shù)學(xué)校正程序。

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