1、X 射線熒光光譜的樣品制備與分析陳老師（杭州哲博化工科技有限公司哲博檢測中心，浙江大學國家大學科技園，杭州西溪路 525 號，310013,Email:;zhebocs163.cojtiX 射線是一種電磁輻射，其波長介于紫外線和T射線之間。它的波長沒有一個嚴格的界限，一般來說是指波長為 0.001-50nm 的電磁輻射。對分析化學家來說，最感興趣的波段是 0.01-24nm,0.01nm 左右是超鈾元素的 K 系譜線，24nm 則是最輕元素 Li 的 K系譜線。 1923 年 G.VonHevesy 提出了應用 X 射線熒光光譜進行定量分析， 但由于受到當時探測技術水平的限制，該法并未得到實際

2、應用，直到 20 世紀 40 年代后期，隨著 X射線管和分光技術的改進，X 熒光分析才開始進入蓬勃發展的時期，成為一種極為重要的分析手段。X 射線熒光光譜法有如下特點：1 .分析的元素范圍廣，從 4Be 到 92U 均可測定；2 .熒光 X 射線譜線簡單，相互干擾少，樣品不必分離，分析方法比較簡便；3 .分析濃度范圍較寬，從常量到微量都可分析。重元素的檢測限可達 ppm 量級，輕元素稍差；4 .分析樣品不被破壞，分析快速，準確，便于自動化。下面就 X 熒光光譜的方法分別闡述：一、樣品制備進彳 TX 射線熒光光譜分析的樣品，可以是固態，也可以是水溶液。無論什么樣品，樣品制備的情況對測定誤差影響很

3、大。對金屬樣品要注意成份偏析產生的誤差；化學組成相同， 熱處理過程不同的樣品， 得到的計數率也不同； 成分不均勻的金屬試樣要重熔，快速冷卻后車成圓片；對表面不平的樣品要打磨拋光；對于粉末樣品，要研磨至 300目-400 目，然后壓成圓片，也可以放入樣品槽中測定。對于固體樣品如果不能得到均勻平整的表面，則可以把試樣用酸溶解，再沉淀成鹽類進行測定。對于液態樣品可以滴在濾紙上，用紅外燈蒸干水份后測定，也可以密封在樣品槽中。總之，所測樣品不能含有水、油和揮發性成分，更不能含有腐蝕性溶劑。二、定性分析不同元素的熒光 X 射線具有各自的特定波長，因此根據熒光 X 射線的波長可以確定元素的組成。如果是波長色

4、散型光譜儀，對于一定晶面間距的晶體，由檢測器轉動的28 角可以求出 X 射線的波長入，從而確定元素成分。事實上，在定性分析時，可以靠計算機自動識別譜線，給出定性結果。但是如果元素含量過低或存在元素間的譜線干擾時，仍需人工鑒別。首先識別出 X 射線管靶材的特征 X 射線和強峰的伴隨線，然后根據 29 角標注剩斜譜線。在分析未知譜線時，要同時考慮到樣品的來源，性質等因素，以便綜合判斷。三、定量分析X 射線熒光光譜法進行定量分析的依據是元素的熒光 X 射線強度 I1 與試樣中該元素的含量 Wi 成正比：Ii=IsWi(10.2)式中，Is 為 Wi=100%時，該元素的熒光 X 射線的強度。根據式(

5、10.2),可以采用標準曲線法，增量法，內標法等進行定量分析。但是這些方法都要使標準樣品的組成與試樣的組成盡可能相同或相似，否則試樣的基體效應或共存元素的影響，會給測定結果造成很大的偏差。 所謂基體效應是指樣品的基本化學組成和物理化學狀態的變化對 X 射線熒光強度所造成的影響。化學組成的變化，會影響樣品對一次 X 射線和 X 射線熒光的吸收，也會改變熒光增強效應。例如，在測定不銹鋼中 Fe 和 Ni 等元素時，由于一次 X射線的激發會產生 NiKa 熒光 X 射線，NiKa 在樣品中可能被 Fe 吸收，使 Fe 激發產生FeKa,測定 Ni 時，因為 Fe 的吸收效應使結果偏低，測定 Fe 時，由于熒光增強效應使結果偏高。但是，配置相同的基體又幾乎是不可能的。為克服這個問題，目前 X 射熒光光譜定量方法一般采用基本參數法。 該辦法是在考慮各元素之間的吸收和增強效應的基礎上，用標樣或純物質計算出元素熒光 X 射線理論強度，并測具熒光 X 射線的強度。將實測強度與理論強度比較，求出該元素的靈敏度系數，測未知樣品時，先測定試樣的熒光 X 射線強度， 根據實測強度和靈敏度系數設定初始濃度值，再由該濃度值計算理論強度。將測定強度與理論強度比較，使兩者達到某一預定精度，否則要再次修正，該法要測定和計算試樣