能量色散型X射线荧光光谱仪定量分析高碳锰铁中Mn\P\Si三元素化学成分的研究

摘要：目前能量色散型X射线荧光光谱仪在定量分析方面报道较少。运用有关数学校正方法，绘制标准曲线，通过试验所得X射线激发样品荧光强度数据表明，能量色散型X射线荧光光谱仪在高碳锰铁定量分析Mn、P、Si三元素化学成分有好的稳定性和分析数据的准确性。

关键词：能量色散型;X射线荧光光谱仪;荧光强度; 高碳锰铁

Abstract: at present, the energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer type in quantitative less reports. Using relevant adjusting mathematical method, draw standard curve, through the test obtained X-ray fluorescence intensity data show that stimulate samples, and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer type in high carbon ferromanganese quantitative analysis Mn, P, Si three elements have good stability and chemical composition analysis the accuracy of the data.

Keywords: energy dispersion type; X-ray fluorescence spectrometer; Fluorescence intensity; High carbon ferromanganese

中图分类号：O434.13文献标识码：A 文章编号：

1.引言：能量色散型X荧光光谱仪是基于有关X射线进行能谱分析，它的主要特点：检测灵敏度高，没有波长色散法中高次衍射谱线的干扰问题。它可测定原子序数11-92的元素，能用于定性、半定量和定量分析，并可进行多元素同时检测，是一种快速、精密度高的分析仪器，可广泛用于金属、合金、制造、矿物等各个领域。运用能量色散型X荧光光谱仪定量分析高碳锰铁样品，分析速度快、成本低；是目前分析较为理想的方法。

2.试验部分

2.1仪器与试剂

岛津EDX-700能量色散型X射线荧光光谱仪

液氮

标准样品：通过化学分析的方法对中心化验室所收检的高碳锰铁样品进行认真分析得到准确结果作为标准样品进行试验，从分析结果的数据证明此方法所作的标准样品可作为依据进行下一步分析；也可采用国家化学分析标准样品，但要求制成与检测样品同等目数使用。

2.2分析样品的制备

根据仪器的要求使用粉末样品盒，200目粉末高碳锰铁标准样品在室温下用聚酯塑料膜封样品盒底，再加入适量样品后用聚酯塑料膜封样品盒底备用。待测样品同样准备。

2.3工作条件及分析参数

X射线管使用Rh管(25W)，管电压、电流为50KV-auto，测定时间100s,测定X射线Kα，光阑10mm2,监测器为Si（Li）半导体。

2.4工作曲线的绘制

按1.2制备的标准样品，在仪器上测量各元素X射线激发后产生的荧光强度能量对各元素含量作曲线，进行数学校正（包括背景、漂移、重叠、共存元素校正），绘制工作曲线。其中Mn、P、Si三元素的曲线效果好，说明在本条件下测定Mn、P、Si三元素适宜。

2.5样品的测定

检测待测样品的X射线激发后产生的荧光强度能量，并进行与标样相同的数学校正，利用标准曲线得到样品所测元素的含量。

3.结果与讨论

3.1样品粒度的影响

样品粒度对元素X射线激发产生的荧光强度有一定的影响，试验了不同颗粒的样品荧光强度值，结果表明粉末颗粒越大，荧光强度的不确定性越大，经试验粉末样品粒度小于200目最好，因此通常采用粒度200目进行试验。

3.2共存干扰及基体校正

对于硅元素，由于本身含量低，且荧光强度能量低，很易受共存元素的干扰，特别是能量高、X射线强度大的元素及相邻谱线元素，经试验对硅干扰的元素有Ca、Mg、Mn、Fe，而Fe作为主量元素由于含量太高，在此测量条件下，激发强度高，对硅产生了很强的质量吸收效应，用于对硅校正时，出现了校正过度现象，使曲线斜率过小，测量的灵敏度低，重复性差，故没有用Fe而用Ca、Mg、Mn进行校正。本文运用近似数学模型的经验校正方法，采用了强度校正方法。经验校正公式为：

n

Ci=B0 + Ii (K0 +∑ KijIj )

j=1

式中，Ci为待测元素含量；K0,Kij为校正系数；B0为截距；Ij为j元素的X射线强度。

3.3准确度试验

把待测试样按样品制备方法制作好后，然后用仪器进行测定，并由仪器从曲线上自动求出待测试样各元素含量。

选取一组样品用化学方法和X射线荧光法进行分析对照，结果表明两种方法测定值结果在一类实验误差范围内相符，其准确度满足试验要求，结果如表一。

3.4精密度试验

对同一样品连续进行测定10次（见表二），求出标准偏差和相对标准偏差，Mn为0.19％和0.29％；SiO2为0.16％和7.34％；P2O5为0.026％和

表一 样品测定测定结果

表二 SH2005-05-1样品测定10次测定结果

4.82％。结果表明，其标准偏差小于一类实验误差，精密度合乎试验要求。

4.讨论

4.1工作曲线制作后，只要待测试样各组分含量及仪器各参数无大的变化，一般不用再调整曲线。实际运用中只需出现标样结果偏差较大时进行一次标准化。

4.2本法由于粒度效应，样品粒度对测试有一定的影响，要求制样时粒度达到200目时，粒度效应对测试基本无影响。本法分析速度快、成本低，克服了化学分析方法费时、费力的不足；是目前分析较为理想的方法。

参考文献：

⑴谢格厚，高新华，现代X射线荧光光谱仪的进展［J］，冶金分析，1999，19（1）：32.

⑵胡晓燕，标准样品的均匀性检验及判断［J］，冶金分析，1999，19（1）：41

⑶赵藻藩，周性尧，张悟铭，赵文宽，X射线分析法，仪器分析，1990

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。