X射線熒光光譜分析合金鋼成分中的基體效應(yīng)校正

1、X射線熒光光譜分析合金鋼成分中的基體效應(yīng)校正【摘要】選用YSBS15327-2008不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)樣品，制作 了 4 條工作曲線，用曲線進行了自測，還對作為未知樣的標(biāo) 樣進行了準(zhǔn)確度和精密度測量。這 4 條工作曲線中有 3 條包 含了基體效應(yīng)校正，用實驗結(jié)果討論了不同基體效應(yīng)校正的 效果?！娟P(guān)鍵詞】合金鋼；工作曲線；經(jīng)驗系數(shù)法；基本參數(shù) 法；基體校正島津公司XRF-1800型順序式X射線熒光光譜儀在單位引 進應(yīng)用不久，由于其分析速度快、準(zhǔn)確性高，操作簡便的優(yōu) 點，目前已成為化學(xué)分析實驗室的主力，但由于待分析的合 金鋼品種繁雜，很難購置到相同合金牌號的成套標(biāo)準(zhǔn)樣品， 我們使用的多為單標(biāo)樣。1 、實驗

2、部分1.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品選取YSBS15327-2008不銹鋼系列標(biāo)準(zhǔn)樣品作為制作工 作曲線用。這是一套含量范圍寬大、應(yīng)用廣泛的一套標(biāo)準(zhǔn)樣 品。選取含鉬、銅、鈮、氮不銹鋼光譜分析用套標(biāo)GSB03-2028-2006,選取其中的 28-3和GH36光譜標(biāo)鋼中的36-3，共 2 個標(biāo)準(zhǔn)樣品作為未知樣品。這2 個未知樣的主次量元素 Mn、Cr、Ni、Mo、Si、V、Ti 的成份基本都在該套標(biāo) 成份范圍內(nèi)。1.2 試樣的制備 標(biāo)樣經(jīng)砂輪磨平后，又在金相磨片機上用 320#Al2O3 砂 紙磨光，這也是未將Al列入考核元素的原因，若考核Al,樣品需要經(jīng)其他磨料磨光，以避免對低含量 Al 的污染。1.3 儀器

3、與測量條件儀器：島津XRF-1800型順序式X射線熒光光譜儀，4KW 銠靶 X 射線管。測量條件：在這一合金系統(tǒng)中選用兩種電壓與電流的組 合，有利于輕重元素的最佳激發(fā)；系統(tǒng)中有兩個元素的存在 有重疊干擾：Cr的KB -Mn的Ka , Mo的Li -P的Ka。在 儀器應(yīng)用之初，已經(jīng)測定了相關(guān)元素間的重疊系數(shù)，還應(yīng)有 Ni的KB -Cu的Ka，但Ni含量不高，略去了這一系數(shù)。具 體測量條件見表三，分析線采用Ka ，衰減器關(guān)。1.4 實驗方案實驗方案一：組名為“實驗組A”。按表一中條件給每一 元素登記強度后點擊工作曲線欄中的“計算” ；將基體元素 Fe改為“余量”（Balance）。由這一工作曲線分

4、析測量的值稱 A 分析值。實驗方案二：組名為“實驗組B”。由A組復(fù)制而來，不需重新登記強度；將 Fe 元素由“余量”改成“定量” ；由于P、Si含量低，不進行基體效應(yīng)校正；對 Mo至Ti共9個元 素用經(jīng)驗系數(shù)（EC法逐一進行基體校正，由這一工作曲線 分析測量的值稱 B 分析值。以 Cr 為例，基體效應(yīng)校正前后各元素的工作曲線及校正 所用元素分別見圖 1-2。實驗方案三：組名為“實驗組 C”。由B組復(fù)制而來，在 定量分析類型欄的元素信息中選擇“FP”在標(biāo)準(zhǔn)樣品欄中點擊“所有元素” 、“計算理論強度” ，再計算靈敏度系數(shù)， 則這組標(biāo)準(zhǔn)樣品的 FP法工作曲線就建立起來了。由此工作 曲線分析測量的值稱

5、 C分析值。實驗方案四：組名為“實驗組 D”。由C組復(fù)制而來，在 標(biāo)準(zhǔn)樣品名稱欄中只留下 2 號標(biāo)樣，刪去其它 5 個標(biāo)樣名稱， 這一工作曲線可稱作單標(biāo)樣FP法靈敏度系數(shù)工作曲線。由該工作曲線分析測量的值稱 D 分析值。2、實驗結(jié)果與討論2.1 實驗結(jié)果用這四條工作曲線分別對用來制作工作曲線的 1號標(biāo)樣 進行分析，前三種方法屬自檢測量，第四種方法屬用 2 號單 標(biāo)樣測量這組套標(biāo)。四次測量結(jié)果見表二。再用這四條工作 曲線對作為未知樣的 28-3 進行了六次測量， 并計算了標(biāo)準(zhǔn)偏 差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，在表中僅給出測量平均值。2.2 結(jié)果討論 分析值下方的下劃線表示該值與標(biāo)準(zhǔn)值差異較大。從中 可以看出

6、：1）對標(biāo)準(zhǔn)樣品進行自測時， A 組與 B 組結(jié)果比較， 即實 施了基體效應(yīng)校正和不進行校正的分析結(jié)果比較。從表中數(shù) 據(jù)看，校正后的 B 組工作曲線所分析的結(jié)果是最好的，未經(jīng) 校正的 A 分析組分析數(shù)據(jù)偏差大且多。2）對未知樣進行分析測量時，除 Mn 元素外，也是 B 分析值優(yōu)于 A 分析值。對 Mn 元素的校正，在本實驗中有意 加入 Fe、Cr 參與校正，校正曲線自測結(jié)果良好，在對分析曲 線涵蓋范圍內(nèi)的未知樣分析測量時， 2 個未知樣的 Mn 分析 值都不準(zhǔn)確，誤差很大，因 Fe、Cr 與 Mn 之間不存在增強與 吸收的關(guān)系，系“偽?！?。在改用 Ni 和 Mo 對 Mn 重新校正 后又補充

7、了實驗，結(jié)果如下：由以上列表可以看出，重新校正后，自測和對未知樣的 測量結(jié)果理想。3） C組分析值除個別元素外，如1號中的Cr有較大誤 差外，其結(jié)果都較為理想。4）D 組分析值， 結(jié)果雖不及 C 組，但只要是待分析元素 含量與 2 號相近，其分析值都是很準(zhǔn)確的。3、結(jié)論1 ）一套合金鋼標(biāo)樣在用 X 熒光光譜分析時，是應(yīng)做基體效應(yīng)校正的。2）在用EC （經(jīng)驗系數(shù)）法進行校正時，應(yīng)適當(dāng)選取相 關(guān)校正元素，避免“偽校” 。3）考察一組EC工作曲線的可靠性時，首先應(yīng)對制作曲 線的樣品進行自測，再用未參與制作曲線的未知樣品進行分 析測量，兩者都可靠，這組工作曲線才是可用的。4）B 組在制作工作曲線時不需要扣除背景強度（低微 量元素分析時除外） ，因此它比 C 組更為方便快速。5）D組屬于單標(biāo)FP （基本參數(shù)）法，當(dāng)未知樣與標(biāo)準(zhǔn) 值組分接近時， 測量結(jié)果都是很準(zhǔn)確的。 對沒有標(biāo)樣的合金， 直接選用生產(chǎn)來樣，多人多次對來樣進行濕法分析定值作為 參照樣，定值后的參照樣與待分析樣品的成分不會有太大差 異，用參照樣做的 FP法工作曲線的應(yīng)用是可靠的，可廣泛 應(yīng)用于生產(chǎn)中。致謝 本文得到了島津公司技術(shù)顧問權(quán)義寬老師的協(xié)助， 在此表示感謝！參考文獻1 梁鈺 .X 射線熒光分析基礎(chǔ) M/ 北京：科學(xué)出版社， 2007.2 王化明，高新華.X射