表面化學(xué)分析 輝光放電質(zhì)譜 操作程序 征求意見稿

4表面化學(xué)分析輝光放電質(zhì)譜操作程序下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適ISO5725-1測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第一部分：總則與定義(Accuracy(truenessandprecision)ofmeasurementmethodsandresu注：GB/T6379.1—2004測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第1部分：總則與定義（ISO5725-ISO5725-2測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第二部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法（Accuracy(truenessandprecision)ofmeasurementmethodsandresults—Part2:Basicmethodforthedetestandardmeasurementm注：GB/T6379.2—2004測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測ISO5725-6準(zhǔn)確度值的實(shí)際應(yīng)用（Accuracy(truenessandprecision)ofmeasurement注：GB/T6379.6—2009測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第3部分：標(biāo)準(zhǔn)測量方法精密度的中間度量ISO18115表面化學(xué)分析詞匯（Surf5在輝光放電源中，在陰極（待測樣品）和陽極之間施加一個(gè)電位差，通過導(dǎo)入一種惰性氣體（通常為氬氣）就可以形成等離子體。這種電位差可以是直流的(dc)或射頻的(rf)，rf的優(yōu)點(diǎn)是可以直接分析電絕緣材料。等離子體中形成的惰性氣體離子和快速中性粒子被吸引到樣品表面，它們的碰撞引起樣品表面的濺射而產(chǎn)生中性粒子。這些中性粒子擴(kuò)散到等離子體中，隨后在等離子體的等電位區(qū)域內(nèi)被電離，然后可以導(dǎo)入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。磁質(zhì)譜和飛行時(shí)間質(zhì)譜都可用于GD-MS使用的離子源有兩種基本類型，一種是這兩種類型的離子源都可以接受針狀或片狀試樣。典型的針狀試樣長度為20mm，直徑為3mm，而典型的片狀試樣直徑為20mm至40mm。有關(guān)試樣大小的更多詳在低流速離子源中，等離子體樣品池實(shí)際上是一個(gè)密封單元，固定在高真空室內(nèi)，并有一個(gè)狹縫或小孔為出口，以允許離子離開樣品池而進(jìn)入質(zhì)譜儀。樣品池的本體保持陽極電位，即質(zhì)譜儀的加速電位，而樣品則保持在陰極電位，通常比陽極電位低1kV。在這種類型的離子源中，氬氣流速通常為1sccm（每分鐘標(biāo)準(zhǔn)大氣壓cm3）或更少，所使用的氣體（通常是氬氣）應(yīng)具有非常高的純度，99.99995%或更高。等離子的功率相對(duì)比較低，一般為2W或3W；電位差通常為1kV，電流為2mA或圖1是針狀樣品池低流速離子源的幾何形狀示意圖。氣體品池主體形成金屬對(duì)金屬的密封。在某些系統(tǒng)中，使用了PEEK（聚醚醚酮）管替代金屬管，該管帶有密封圈連接到樣品池本體上。針狀樣品被固定在一個(gè)處于陰極電位的夾頭中，而樣品池體處于陽極電位，因此將兩者用絕緣環(huán)隔開。夾頭實(shí)際上緊靠著一塊金屬（鉭）板，該金屬板也處于陰極電位（示意圖中未顯示）。整個(gè)組件具有良好的氣密性，同時(shí)保持良好的電絕緣性。氣體和等離子體中形成的離子的唯一逸出通道，是通過樣品池背面的狹縫或小孔，這就在樣品池和它周圍的離子源真空室之間產(chǎn)生壓差。在低流速離子源中，正常情況下是測量樣品池外而不是池中的壓力，因?yàn)闃悠烦刂械入x子體的存在使壓力測量變得困難。在這種幾何設(shè)計(jì)中，陽極和陰極之間的電位差只在樣品周圍約1毫米厚的小鞘層中“下降”，從而使樣品池中的主體氣體空間的電位保持不變。因此，在“等離子體云”中6在低流速離子源中，將等離子體冷卻到接近液氮的溫度是標(biāo)準(zhǔn)做法。這已被證明可以明顯減少基體和等離子體氣體，或者與氫、氮和氧等背景氣體結(jié)合形成二原子或三原子分子。以這種方式冷卻樣等離子放電池部件之間的熱傳遞必須考慮。整個(gè)樣品池組件電位上升至加速電位，因此陽極的電位通常在6kV至8kV左右，而樣品（陰極）的電位在運(yùn)行期間大約低1kV。熱交換器或冷卻組件的設(shè)計(jì)意味著它將處于接地電位，因此它連接到直徑大于樣品池體的絕緣環(huán)（圖1中未顯示）。因此，絕緣環(huán)必須在電絕緣的同時(shí)具有良好的導(dǎo)熱系數(shù)。氮化硼這種材料非常適合這一點(diǎn)，因此用于大多數(shù)系統(tǒng)。重要的是要考慮通過所有連接頭進(jìn)行的熱傳遞，特別是從樣品池本體和陰極板通過絕緣體到熱交換器的熱傳遞。為了使樣品冷卻，使用與樣品本身直徑相近的樣品托架或樣品夾頭很重要。如果注意細(xì)節(jié)，則可以最大限度地提高熱傳遞，例如，可以將一片切割成適合形狀的銦箔貼合在熱交換器和絕緣體之圖2顯示了片狀樣品池低流速離子源的幾何形狀示意圖。在絕緣體上，該絕緣體又被壓在處于陽極電位的樣品池本體上。這同樣形成了良好的氣密性，氣體和濺射顆粒的唯一逸出路徑是通過離子出口狹縫或小孔。暴露于等離子體的樣品面積可以通過選擇所用的絕緣體來改變。如果樣品有較大面積暴露，則將產(chǎn)生較強(qiáng)的離子束，但可以采用較小的絕緣體來適合較小的樣品以獲得氣密性，或者減小用于分析的暴露區(qū)域。商業(yè)品儀器通常會(huì)提供多種尺寸的絕緣環(huán)，以允許樣品暴露直徑為2mm至20mm的區(qū)域，但通常為10m樣品（陰極）和陽極之間的間隙必須很?。ㄐ∮?mm）以獲得穩(wěn)定的等離子體，并且濺射材料經(jīng)常會(huì)沉積在絕緣環(huán)的內(nèi)徑上，從而產(chǎn)生陽極和陰極間的短路的問題。這個(gè)問題可以通過采用兩個(gè)具有不7圖3顯示的是快流速離子源。在這種幾何設(shè)計(jì)中，樣品（此面，并升高到陰極電位。在陽極管和與之同心的氣流管之間通入放電氣體（通常為氬氣），并將放電氣體導(dǎo)向樣品表面。氬氣的流速在每分鐘300mL至500mL的范圍內(nèi)。放電氣體純度不必要與低流速離子源中使用的高純放電氣體一樣，通常純度為99陽極和陰極之間的電位差通常為800V，電流通常為30mA或40mA。樣品原子從樣品表面濺射出來并在快流速離子源中，信號(hào)很大程度上不受樣品溫度影響，所以使用Peltier方式制冷以確保樣品不會(huì)過熱。由于等離子體的高功率抑制了分子離子的形成，因此無需使用液氮冷卻。只有對(duì)某些高熔點(diǎn)樣品才需要將溫度從室溫降低很多。在上述所有情況下，離子通過高電位差加速進(jìn)入質(zhì)量分析器，通常為6kV至8kV。在大多數(shù)情況下，離子源保持在高電位，并質(zhì)量分析器接地，但也可以通過將離子源導(dǎo)出的離子通過一系列處于不同電位的轉(zhuǎn)向板和透鏡聚焦，然后轉(zhuǎn)向離子源的限定狹縫。這個(gè)離子源的限定狹縫或采樣錐通常處于接地電位，并成為質(zhì)量分析器將離子聚焦到檢測器上的目標(biāo)。有不同尺寸的離子源限定狹縫可供選擇，在某些儀器中只有幾種固定的離子源限定狹縫可供選擇，在其他儀器中，源限定狹縫則是連續(xù)可調(diào)的。對(duì)于高分辨，需要將干擾峰與感興趣的峰分開，必須采用一個(gè)細(xì)的離子源限定狹縫。但是對(duì)于沒有干擾峰的雜質(zhì)分析，可以采用粗的離子源限定狹縫，以允許更多8陽極和陰極之間的電位可以是穩(wěn)定的直流電壓、射頻(rf)電壓，也可以是調(diào)制的脈沖電壓。在最后一種情況下，陰極電位快速切換，通常以2000Hz的頻率切換，脈沖持續(xù)時(shí)間為50μs，脈沖的占空比為10%。已經(jīng)表明，在快流速離子源的情況下，這種操作模式可以通過提高長期穩(wěn)定性和精度而有利于批量分析。它還使多層樣品的深度剖析和利用第二陰極分析非是安裝在真空內(nèi)。并且加速電位始終是脈沖式的，因此離子以非常短的脈沖方式被導(dǎo)5.2質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器的目的是按質(zhì)量將不同種類的離子分開。更準(zhǔn)確地說，是按質(zhì)荷比分開；一個(gè)帶單電荷的40Ar離子會(huì)在40u（原子質(zhì)量單位）處被探測到，但帶2個(gè)電荷的相同離子則會(huì)出現(xiàn)在20u處。除一些GD-MS儀器在高分辨模式下工作，能將大多數(shù)干擾從感興趣的譜峰分辨出來。如果沒有要分辨的干擾，這些系統(tǒng)也可以在低分辨模式下運(yùn)行，從而獲得更強(qiáng)的信號(hào)、更精確的測量或更好的檢出限。所有質(zhì)譜儀都在真空下運(yùn)行，以確保沒有碰撞的平均自由程盡可能大，從而在探測器處產(chǎn)生更清晰的信號(hào)。儀器的質(zhì)量分析器部分應(yīng)盡可能保持真空，因此所有系統(tǒng)都包含一個(gè)閥門，用于將質(zhì)量分在那些由磁場和ESA（靜電分析器）組成的系統(tǒng)中，離子被磁場按質(zhì)量分開，而任何小的能量發(fā)），用反向幾何設(shè)計(jì)（磁場在前，ESA在后）。連續(xù)的離子流進(jìn)入質(zhì)量分析器后，按順序測量感興趣的質(zhì)5.3探測器系統(tǒng)扇形磁場GD-MS儀器的設(shè)計(jì)宗旨是測量盡可能大的信號(hào)強(qiáng)度分布，并且儀器上可能有不止一種類型GD-MS儀器可以產(chǎn)生非常大的信號(hào)（大約10-9A），相當(dāng)于每秒1010個(gè)離子的離子流。這些信號(hào)不 能用離子計(jì)數(shù)器測量，因此由法拉第杯收集，并通過電流放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。對(duì)于10-9A的離子流，典型的放大器會(huì)產(chǎn)生1V的信號(hào)。使用具有良好分辨率的數(shù)字電壓表，同一放大器可以記錄低至10-14A的 9低于3x10-13A，相當(dāng)于每秒2x106計(jì)數(shù)時(shí)，使用離子計(jì)數(shù)系統(tǒng)。在某些儀器上，這是一個(gè)戴利(Daly)系統(tǒng)，它由一個(gè)轉(zhuǎn)換電極、一個(gè)閃爍體和一個(gè)真空外的光電倍增管組成。在其他儀器中，則采用安裝在質(zhì)量分析器真空系統(tǒng)內(nèi)的電子倍增器。對(duì)于這兩種可選擇的探測器，相關(guān)的電子設(shè)備將能夠在檢測器之間切換信號(hào)，并能保護(hù)更敏感的倍增器以防止產(chǎn)生大信號(hào)時(shí)可能導(dǎo)致的在使用多個(gè)探測器的系統(tǒng)上，有軟件用于交叉校準(zhǔn)探測器。在兩個(gè)探測器上測量適當(dāng)強(qiáng)度的信號(hào)，以顯示倍增器的有效效率，它可能會(huì)因多種原因而發(fā)生變化，電源電壓變化或老化是兩個(gè)原因，因此定期對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控非常重要。稍后會(huì)給出校在飛行時(shí)間儀器中，因?yàn)樾枰浅？焖俚捻憫?yīng)，所以用微通道板(MCO)測量信號(hào)。當(dāng)離子脈沖導(dǎo)入離子分析器時(shí)，所有離子具有相同的動(dòng)能，因此不同質(zhì)量的離子以不同的速度行進(jìn)，并在不同的時(shí)間與所有真空系統(tǒng)一樣，清潔度非常重要。所有適合真空系統(tǒng)的元件只能在戴手套時(shí)進(jìn)行處理。無大多數(shù)儀器都有由鉭制成的內(nèi)部離子源部件，因?yàn)樗怯行У钠鏀?shù)質(zhì)量的單同位素元素，只產(chǎn)生較少的背景干擾，并且可以用酸徹底清潔。離子源部件需要定期清潔，以去除可能產(chǎn)生不穩(wěn)定性的濺射沉積層。如果分析不同基體的樣品，這些沉積物可能會(huì)導(dǎo)致記憶效應(yīng)。至于鉭元件，它們應(yīng)該用海綿狀研磨材料進(jìn)行機(jī)械擦洗，然后浸泡在適合溶解樣品基體材料的酸中。對(duì)于特別難溶解的樣品基體，可以使用強(qiáng)酸，如加少量(~2%)HF的王水(1:3,HNO3:HCl)。酸洗之后應(yīng)該用去離子水洗滌幾次，最后 不銹鋼元件應(yīng)比鉭元件更仔細(xì)地處理，但由于它們通常不與離子束直接接觸，因此先機(jī)械清洗，任何陶瓷元件都不應(yīng)該用液體清洗，因?yàn)樗鼈兺哂袨榱藴p少因清潔離子源元件而導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間，可以保留一批此類元件，以便在必要時(shí)更換，可在低流速的GD-MS儀器中，放電氣體的純度比在快流速的GD-MS儀器中更為關(guān)鍵，因此整個(gè)氣體系統(tǒng)的處理至關(guān)重要。制造商通常會(huì)提供有關(guān)儀器在使用和待機(jī)期間安裝新氣瓶和處理系統(tǒng)的最佳方式在安裝新氣瓶時(shí)，氣瓶頂部的閥門應(yīng)保持關(guān)閉狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥（通常為兩級(jí)）應(yīng)固定到位。所有調(diào)節(jié)閥應(yīng)完全打開，然后才打開氣瓶閥，讓瓶中純氣體沖入空氣。當(dāng)氣體流動(dòng)約5秒鐘后，調(diào)節(jié)閥輸出端的閥門應(yīng)關(guān)閉。然后可以將調(diào)節(jié)閥連接到進(jìn)氣管線，然后通過旋轉(zhuǎn)泵或無油泵將其泵回閥門。一旦然后應(yīng)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥輸出閥，將系統(tǒng)排空，然后再次加壓以沖洗所有管在正常運(yùn)行期間，離子源會(huì)定期暴露在大氣中，以便進(jìn)行離子源元件的維護(hù)和清潔工作。作為一再次指出采用高純放電氣體的低流速源系統(tǒng)，將離子源暴露在大氣中時(shí)必須小心。在離子源不處于真空狀態(tài)時(shí)，應(yīng)始終保持放電氣體流動(dòng)，以保持沖洗管路。如果氣體被關(guān)閉，那么大氣污染可能會(huì)對(duì)采用非常窄孔的毛細(xì)管絕緣體，以將氣體入口與施加在陽極上的加速電壓隔離，陽極與連接氣體管線相連的系統(tǒng)，特別容易受到此問題的影響，并且可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)都有這種不利影響。雖然這并不能完全消除管線的污染，但它大大減少了任何不利還建議在所有系統(tǒng)中持續(xù)存在少量氣流，包括快流速離子源系統(tǒng)，因?yàn)檫@有助于整體清潔并避免在扇形磁質(zhì)譜儀的情況下，有必要針對(duì)磁場校準(zhǔn)質(zhì)量，以便軟件知道在哪里找到峰位?？偸怯幸粋€(gè)軟件功能可以做到這一點(diǎn)，并且需要獲取已知樣品的數(shù)據(jù)，然后人工識(shí)別幾個(gè)峰。必須在整個(gè)質(zhì)量范圍內(nèi)使用相對(duì)均勻分布的多個(gè)峰，且在低質(zhì)量端有更多的峰，因?yàn)檫@是系統(tǒng)非線性最明顯的地方。在一些較舊的儀器上，由于受軟件限制，只能使用法拉第杯進(jìn)行此校準(zhǔn)，在這種情況下，有必要確保對(duì)于配置最有限的僅有法拉第杯檢測器的系統(tǒng)，法拉第杯可以檢測到從放電氣體而來的的最低質(zhì)量通常為13.3u，它來自三次電離的40包含高質(zhì)量數(shù)的元素。在一些低流速源儀器中，另一種，也是常見做法是，在沒有液氮冷卻的情況下測量樣品，并用未受保護(hù)的手指處理樣品，然后裝載樣品。這通常是不好的做法，但對(duì)于不常用的質(zhì)在高質(zhì)量端，金是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗?97u處是單同位大多數(shù)儀器的軟件會(huì)通過顯示（在發(fā)現(xiàn)某質(zhì)量的磁場中）計(jì)算的質(zhì)量和（已確定的）真實(shí)質(zhì)量之間的差異來表明質(zhì)量校準(zhǔn)的成功。通過指示發(fā)現(xiàn)場的計(jì)算質(zhì)量與已確定為真實(shí)的質(zhì)量之間的差異來指在大多數(shù)扇形磁質(zhì)譜儀中，可以進(jìn)行局部再校準(zhǔn)。在這種情況下，利用在離子計(jì)數(shù)器上發(fā)現(xiàn)的較小峰，以及僅在法拉第檢測器上看到的峰。這個(gè)過程應(yīng)該在生產(chǎn)樣品上進(jìn)行，至少每天一次，如果經(jīng)驗(yàn)表明有必要，可以更頻繁地進(jìn)行。通常，使用樣品基體的一種同位素，并且還可以找到與放電氣體、當(dāng)執(zhí)行此局部校準(zhǔn)調(diào)整時(shí)，將顯示補(bǔ)償質(zhì)量變化所需的偏移量。如果校準(zhǔn)中出現(xiàn)漸進(jìn)式變化，即長時(shí)間的小漂移，但始終向同一方向漂移，則修正可能會(huì)變得太大而無法實(shí)施，此時(shí)需要進(jìn)行全面校對(duì)于TOF-MS系統(tǒng)，質(zhì)量作為時(shí)間的函數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。整個(gè)質(zhì)譜在幾十微秒內(nèi)收集，并重復(fù)多次。對(duì)于每個(gè)樣品，必須在第一次采集的質(zhì)譜中識(shí)別出兩個(gè)或多個(gè)已知峰，從這些峰中準(zhǔn)確計(jì)算出質(zhì)量和時(shí)如果質(zhì)譜儀配備了兩個(gè)或更多探測器，則需要進(jìn)行基本校準(zhǔn)以確定它們的相對(duì)效率。有不同的方第一種方法，需要找到一個(gè)穩(wěn)定的信號(hào)，該信號(hào)足夠低，可以在倍增器上測量，但同時(shí)又足夠高，可以在法拉第檢測器上測量。當(dāng)樣品在正常條件下測量時(shí)，總基體電流會(huì)在10-9A左右，高出了四個(gè) 數(shù)量級(jí)。如果放電條件降低，并且離子束散焦到足以獲得足夠低的信號(hào)，則放電可能不穩(wěn)定，并且可能很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測量。最好只為這種測量找到一個(gè)特定的樣品，一個(gè)很好的例子就是鎢鈦合金?？梢哉业竭@樣一種合金，其中鈦含量僅占合金的百分之幾，因此其信號(hào)僅占總基體電流的百分之幾。此第二種方法，采用具有兩種或多種豐度差異很大的同位素的元素。例如，鉭有質(zhì)量為180u和181u的兩種同位素，豐度分別為0.012%和99.988%。有軟件測量這兩種同位素，小信號(hào)用離子計(jì)數(shù)器測量，大信號(hào)用法拉第檢測器測量，然后計(jì)算給出正確同位素比所需的校正因子。這將產(chǎn)生與第一種在某些儀器中，從效果上講有三個(gè)檢測器：一個(gè)法拉第檢測器和一個(gè)可以在模擬模式或脈沖計(jì)數(shù)模式下工作的同步電子倍增器。在這些儀器中，軟件將執(zhí)行第二階段校準(zhǔn)，以比較模擬模式和脈沖計(jì)實(shí)際測量表明，不同的基體表現(xiàn)出不同的效率，例如，在同一儀器上測量時(shí)，鈦的效率明顯高于銅。只有一個(gè)效率值用于校正在倍增器上測量的信號(hào)，因此當(dāng)任何未用于校準(zhǔn)效率的雜質(zhì)元素的信號(hào)與法拉第檢測器測量的信號(hào)計(jì)算比值時(shí)，都會(huì)引入誤差。然而，如果沒有使用相對(duì)靈敏度因子（RSF，見后文那么這個(gè)誤差是微不足道的；如果使用重要的是與校準(zhǔn)時(shí)保持一致，并始終采用相同的如果質(zhì)量校準(zhǔn)發(fā)生了漂移，則很難確定正在掃描的區(qū)域是否包括需測量的質(zhì)量。這對(duì)于分析高純材料尤其重要，因?yàn)楦信d趣的雜質(zhì)可能不存在，而報(bào)告了檢出限。出于這個(gè)原因，大多數(shù)儀器將包括一個(gè)局部質(zhì)量校正，其中可以識(shí)別始終存在的與放電氣體相關(guān)的幾個(gè)峰，并可以針對(duì)任何漂移進(jìn)行校通?？梢园l(fā)現(xiàn)的最高質(zhì)量通常是181u的鉭，它通常存在于低流速儀器中，來源于離子源元件，特別是來自離子源的限定狹縫。如果要測量的基體元素質(zhì)量數(shù)很高，例如197u處的金，那么它應(yīng)該包括在局部校準(zhǔn)中，對(duì)于金的情況下，在237u處的基體元素與氬結(jié)合產(chǎn)生另一種基本校準(zhǔn)是不同探測器之間的交叉校準(zhǔn)，它會(huì)變化但不會(huì)顯示。如果離子倍增器的效率發(fā)生變化但沒有進(jìn)行重新校準(zhǔn)，那么它只會(huì)給出錯(cuò)誤的答案而不會(huì)發(fā)出警告。因此必須進(jìn)行定期檢測器效率檢查，效率檢查通過運(yùn)行完整的校準(zhǔn)程序，或定期監(jiān)測總是存在而且具有能在不同檢測器上測量因?yàn)闅宓奶綔y效率可能與其定義中使用的元素的探測效率不同（參見前面的注釋但它應(yīng)該始終保持一致。鉭是另一種用于檢查探測效率的合適基體元素，因?yàn)樗袃煞N合適的同位素，并且不會(huì)如其他基體元素一樣，產(chǎn)生記憶效應(yīng)問題，因?yàn)樵陔x對(duì)于日常測量相同基體的儀器，可以輕松建立一個(gè)簡單的測試或一系列測試，這些測試可以定期運(yùn)行而不會(huì)中斷儀器的使用。例如，如果基體是低質(zhì)量的，如27u的鋁或59u的鈷，那么就有可能找到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，其含有非常低含量（只有幾ng/g）的高質(zhì)量數(shù)雜質(zhì)元素，如釷或鈾。如果在每天開始時(shí)對(duì)其進(jìn)行分析，且發(fā)現(xiàn)高質(zhì)量數(shù)的雜質(zhì)元素濃度是正確的，這就驗(yàn)證了質(zhì)量校準(zhǔn)和探測器校準(zhǔn)的有樣品本可以以兩種基本形式測量：針狀或片狀。大多數(shù)儀器都提供兩種形式樣品其都可測量的配置，但對(duì)離子源的硬件配置有一些細(xì)微的變化。同樣，在制備樣品時(shí)清潔度非常重要，因?yàn)橹讣y等表樣品形狀一致性對(duì)于所進(jìn)行測量的復(fù)現(xiàn)性很重要。在樣品幾何形狀為針狀的的情況下，這更加困難，因?yàn)闃悠烽L度的差異會(huì)對(duì)用于計(jì)算真實(shí)濃度的相對(duì)靈敏度因子(RSF)產(chǎn)生小導(dǎo)電樣品可以直接通過直流等離子體濺射，但在非導(dǎo)電材料的情況下，有必要使用不同的技術(shù)。一個(gè)射頻等離子體（僅在某些儀器上可用）將允許直接濺射。但如果沒有射頻，則必須使用另一種方法。此類方法包括與導(dǎo)電材料粉末混合（如果樣品也是粉末形式）、使用由導(dǎo)電材料制成的第二陰極、或用鎵或銦等材料涂覆樣品。本文件無法深入探討每種基體類型所需的技術(shù)，但只能說樣品制備的再重要的一點(diǎn)是，對(duì)于要分析的每個(gè)基體，都應(yīng)明確樣品制備程序，并盡可能遵守對(duì)于片狀樣品，表面應(yīng)盡可能清潔（理想的是拋光）和盡可能平坦，因?yàn)檎窃摫砻嬖诜烹姵乇趁嫘纬闪藲怏w密封。任何粗糙度都會(huì)使氣體逸出并使其難以穩(wěn)定和再現(xiàn)等離子體條件。根據(jù)樣品的大小，可以使用各種直徑的陽極。同樣，在常規(guī)分析中，不應(yīng)改變陽極的直徑，因?yàn)檫@可能會(huì)改變校準(zhǔn)。對(duì)于塊樣分析，較大的陽極直徑將提供更好的基體信號(hào)，并且夾雜物的影響較小。對(duì)于小樣品的分析或表面特定區(qū)域的分析，可以使用較小的陽極直徑，但會(huì)犧牲TOF儀器總是獲取整個(gè)質(zhì)譜的數(shù)據(jù)，但磁質(zhì)譜僅掃描感興趣峰附近的區(qū)域。如果儀器的質(zhì)量分辨控制儀器的軟件將計(jì)算預(yù)期感興趣峰出現(xiàn)的磁場，并將磁體設(shè)置為該磁場。然后，通過加速電壓步進(jìn)或在磁體之后的偏轉(zhuǎn)板上電壓步進(jìn)，質(zhì)量將在該峰范圍內(nèi)以非常小的步長增加，并在每個(gè)通道中獲取峰值高度讀數(shù)。采用電壓步進(jìn)，而不是磁場，以確保在每個(gè)峰上測量相同數(shù)量的點(diǎn)，因?yàn)檫@些點(diǎn)將在分析過程中積分并計(jì)算與基體峰的比值。如果磁場是步進(jìn)的而不是電壓，那么由于質(zhì)量和場強(qiáng)之每個(gè)峰的掃描寬度由操作人員通過改變步數(shù)（通道數(shù)）和步長的大小來確定。如果已知儀器的質(zhì)量校準(zhǔn)良好，則可以減小掃描寬度。但是，好的做法是使掃描范圍足夠?qū)捯园ǜ浇阎母蓴_峰，因?yàn)檫@些干擾峰可用于確認(rèn)質(zhì)量校準(zhǔn)和譜峰識(shí)別的準(zhǔn)分析程序的主要目的是確定分析元素。必須至少將一種元素確定為基體，所有雜質(zhì)元素都將計(jì)算與其比值。在合金的情況下可以確定多于一種元素為基體，或者如果目標(biāo)是相對(duì)于整體組成而言，則確定所有元素為基體。確定基體元素時(shí)，它應(yīng)該是已知無干擾的豐度最大的可用基體同位素，以達(dá)到可能的最佳檢出限。如果選擇測量多于一種同位素，則有必要確定哪個(gè)是首選的同位素。這將用于計(jì)算代表元素濃度的信號(hào)，并用于所有后續(xù)計(jì)算。包括一種以上的同位素是有用的，特別是對(duì)于非常規(guī)分析樣品，因?yàn)槿魏我馔獾母蓴_都會(huì)因不一致的元素濃對(duì)于某些材料，尤其是純基體材料，包含多個(gè)質(zhì)量數(shù)分散在整個(gè)質(zhì)譜范圍的干擾峰會(huì)很有用。這些峰的存在取決于基體和放電氣體（通常是Ar），但通常會(huì)存在一個(gè)再181u處的與鉭相關(guān)的峰，該峰的形成源于制作離子源元件的材料。在成分計(jì)算中應(yīng)忽略任何此類譜峰，但它們可作為質(zhì)量校準(zhǔn)沒有當(dāng)樣品裝入放電池并開始輝光放電時(shí)，應(yīng)總是留出足夠的時(shí)間使其穩(wěn)定。測量樣品的條件將取決對(duì)于大多數(shù)樣品，需要預(yù)濺射表面以清除任何會(huì)影響測量的表面污染。這也清潔了樣品表面，使正在進(jìn)行的放電更加穩(wěn)定。通常，預(yù)濺射期間等離子體功率將比分析期間更高，但這又取決于樣品的基體。對(duì)于一些基體，如鎳合金，可以用高功率等離子體進(jìn)行預(yù)濺射，從而在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)表面一旦預(yù)濺射期完成，將按照上述操作人員確定的程序采集數(shù)據(jù)。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室會(huì)重復(fù)采集兩次或的水平開始，并隨著時(shí)間的推移而下降。較高質(zhì)量的元素不會(huì)表現(xiàn)出這種行為，并且會(huì)更快地穩(wěn)定下在主要測量之前對(duì)所有待測元素進(jìn)行一個(gè)快速測量始終是一種很好的做法，因?yàn)閮x器的放電部分或質(zhì)量分析器部分總是可能出現(xiàn)問題，而快速測量至少可以提供一些數(shù)據(jù)而至于全部9定量9.1元素強(qiáng)度積分計(jì)算在高分辨模式下，譜峰的測量不是單通道（跳峰）測量。不可能保證找到峰頂，而是在峰位附近的一系列步進(jìn)/通道測量。在這些步進(jìn)測量中的每一步，都將讀取離子電流數(shù)據(jù)，通過法拉第檢測器上的模擬測量來獲取較大的信號(hào)，或者通過離子計(jì)數(shù)檢測器來獲取較小的信號(hào)。軟件會(huì)選擇代表峰的在法拉第檢測器的情況下，測量已經(jīng)是離子電流的模擬表示，內(nèi)部軟件將以安培為單位存儲(chǔ)一個(gè)值。對(duì)于離子計(jì)數(shù)檢測器（Daly檢測器或電子倍增器每個(gè)通道記錄的都是一個(gè)離子計(jì)數(shù)，需要將在一些儀器中，所有強(qiáng)度測量值都存儲(chǔ)為每秒計(jì)數(shù)而不是安培。在這種情況下，計(jì)算方法與上述一旦一個(gè)