X-射线能谱分析实践

一般常用的X射线能谱范围内,si(Li)探测器分辨率较晶体分光低一个数量级,谱线的重叠现象更为普遍。如何辨认和处理能谱谱线的重叠是保证能谱分析中定性分析的准确性和减少定量分析误差的关键。尽管采用电子计算机对重叠谱线和各种:干扰因素进行子数学处理和校正,然而在许多情况下还要凭人们的验经作最后的辨认和处理。否则,往往引起漏测元素或把重叠谱线误定为某个元素的特征X射线,从而造成定量分析的误差。     

高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪特性研究及地质样品中主微量元素分析

高能偏振能量色散X射线荧光光谱仪由于其高能特性为包括重金属和稀土元素在内的原子序数较大的重元素分析带来了新的契机。本文应用高能偏振X射线荧光光谱仪（HE-P-EDXRF）建立了土壤、岩石和水系沉积物中主微量元素分析方法,对分析线的选择、谱线重叠干扰校正及基体校正模式等进行了探讨,并用不确定度对方法进行了评估。研究表明：①原子序数较大的微量元素选取Kα线作为分析线,谱线重叠干扰较少,有利于获得谱峰净强度,甚至La、Ce和Nd等稀土元素也能够准确测定;②合适的基体校正方法能够改善标准曲线拟合效果;③微量元素Ba和稀土元素La、Ce等,HE-P-EDXRF方法检出限具有明显优势,而对于轻元素WDXRF方法检出限更低;④检验样本除Na₂O、MgO、P和Sm外平均相对误差均在15%以下,微量元素相对平均误差在2.40%~16.3%之间,除Cu和Yb外其余微量元素准确度结果显著优于WDXRF;⑤根据欧盟和国际上不确定度的评估方法,除V和Th外,其他微量元素与有证标准物质的认定值间不存在显著性差异。综合来看,本方法更适用于分析岩石、土壤和沉积物等常规地质样品中的微量和稀土元素,解决了此类样品中微量元素对ICP-MS等需复杂化学前处理的分析方法的依赖。     

X射线管辐射谱线分析

经Ni滤波片过滤的CuKa射线，并非为真正的单色X射线，其中含部分白色X射线和非CuKa特征谱线。用石英分析晶体（101）衍射面网将混入CuKa射线中的各种波长的谱线分离开，并测定其波长的范围，确定在CuKa射线中含有铁、镍、钴、铬四种元素的K系列谱线和钨的L系列谱线。发现在X射线粉末图谱中用CuKa（或Kβ）无法解释的弱衍射线却是由铁、镍等元素的特征谱线混入引起的。     

锆英砂样品中锆铪谱线饱和厚度的计算及应用

应用熔融制样X射线荧光光谱法测定锆英砂中的锆,通常采用Zr Kα线,而采用Zr Kα线作为分析线对熔融片来说并未达到饱和厚度,因此Zr的线性差,测定结果误差大。本文采用波长色散X射线荧光光谱法测定锆英砂样品中锆铪硅铝钙钛铁镁钠铪磷锰等12种组分。重点研究了锆分析谱线的选择,通过理论计算熔融片中Zr Kα线的饱和厚度为6638 μm,而Zr Lα线的饱和厚度为20 μm。由于熔融制备样片厚度为2500 μm,在熔融片中Zr Kα线远未达到饱和厚度,因此测定锆时应用Zr Lα谱线取代文献中应用的Zr Kα谱线。采用Zr Lα线,校准曲线的标准偏差（RMS）为0.39,而Zr Kα线的RMS为1.03,ZrO₂分析结果的准确度和精密度有了显著的提高。对于锆,Hf Lα和Hf Lβ线饱和厚度分别为971 μm、1444 μm,由于Hf Lα₁谱线与Zr Kα二次谱线重叠,因此测定铪时应用Hf Lβ线作为分析线。实验还对四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂、熔样比例和熔样温度等实验条件进行了优化,使用理论α系数和经验系数法校正基体效应,各元素计算的检出限与实际能报出的结果基本一致,方法精密度（RSD）为0.1%~10.9%,各元素的测定值与化学法测定值相符,表明通过饱和厚度的计算确定的锆和铪测定谱线具有可行性。     

X射线荧光光谱法同时测定地质样品中铌钽锆铪铈镓钪铀等稀有元素

采用粉末压片法制样,选用标准样品,以经验α系数和散射线内标法校正基体效应和元素谱线重叠干扰,使用ZSXPrimusⅡX射线荧光光谱仪对一般地质样品中的铌、钽、锆、铪、铈、镓、钪、铀等稀有元素进行测定,分析结果与标准值和参考值吻合,12次测定的相对标准偏差(RSD)小于10%。     

X射线荧光光谱法同时测定石灰石中主次痕量组分

采用熔融玻璃片和粉末压片法制样,选用标准样品,以经验α系数和散射线内标法校正元素谱线重叠干扰和基体效应,用ZSX PrimusⅡX射线荧光光谱仪对石灰石样品中CaO、Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、K2O、TFe2O3、P2O5、TiO2、MnO和S等主次痕量组分进行测定,分析结果与标准值和化学值相符,12次测定的相对标准偏差小于10%。     

X射线荧光光谱法测定铝矿石中主次痕量组分

采用熔融玻璃片和粉末压片法制样,选用国家标准样品和人工合成标准样品,用经验α系数和散射线内标法校正元素间谱线重叠干扰和基体效应,使用Magix（PW 2403）X射线光谱仪对样品中的Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、P2O5、MnO、S、Pb、Zn、Sr、Zr、V、Ga和Cr等组分进行测定,分析结果与标准值或化学法相符,12次测定的相对标准偏差小于10%.     

X射线荧光光谱法测定富含硫砷钒铁矿石中的主次量元素

以钴(钴玻璃粉形式)作内标元素,准确测定全铁含量;加入保护剂硝酸铵和稳定剂碳酸锂,使硫转化为硫酸盐,有效地防止硫的挥发损失。通过条件实验,确立了样品熔融温度和钴玻璃粉的用量。选择经筛选的仪器测定条件,用X射线荧光光谱法同时测定铁矿石中TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3、TiO2、P、S、Mn、V2O5、As、K2O、Na2O、Cu、Ni等15种主次量元素。采用干扰曲线法对几乎完全重叠的TiΚβ谱线与VΚα谱线进行谱线重叠校正,用理论α系数法校正基体效应。建立的方法可以准确测定全铁和质量分数高达5.29%的S。采用多种标准物质和人工配制标准物质制作工作曲线,可以测定质量分数为5.00%的V2O5及0.1%的As,测定值与标准值符合较好,除低含量钠外方法精密度(RSD)<3.5%,分析误差符合实验质量要求。本法可以快速、准确地测定含砷的钒钛铁矿及含硫高的铁矿石中的主次量元素,满足了日常生产对铁矿石中硫和钒的测定要求。     

X射线荧光光谱法同时测定白云岩中氧化钙和氧化镁等主次量组分

针对白云岩主次量组分同时测定中存在的问题,采用熔融玻璃片和粉末压片法制样(运用熔片-压片法相结合),选用有关的国家一级标准物质和省二级标准物质,以经验α系数法和散射线内标法校正元素谱线重叠干扰和基体效应,采用X射线荧光光谱法对白云岩样品中的氧化钙、氧化镁、氧化铝、二氧化硅、磷、氧化锰、全三氧化二铁和硫8个组分进行测定,分析结果与标准值或化学值吻合,各组分12次重复测定的相对标准偏差小于10%。方法操作简便、快捷。     

X射线荧光光谱测定钛合金样品中多元素

以化学法标定的钛合金作为标准样品，用理论α系数及干扰曲线法进行基体效应和谱线重叠干扰的校正，开发了用X射线荧光光谱测定钛合金样品中除Ti外的常量和微量元素的方法。用该方法测定结果与化学值相符。10次制样测量，各元素的RSD≤1.25%。     

几个天然镁铝榴石的穆斯堡尔效应的研究

穆斯堡尔效应是一种无反冲的核γ射线的共振吸收现象,它是1958年由穆斯堡尔(R.L.M(?)ssbauer)发现的。由于穆斯堡尔效应产生的γ射线共振吸收谱线的能量宽度接近原子核能级的自然线宽,以及无反冲γ射线共振吸收(或散射)对γ射线能量变化十分灵敏,因此,可以把共振吸收的原子核当做灵敏的探针,测量固体中有关的原子核与核所在位置上固体的化学环境间的超精细相互作用。近些年来,穆斯堡尔效应已广泛应用于物理学、化学、生物学及矿物学的研究中来,穆斯堡尔谱仪已成为这些学科的重要研究工具之一。     

理学3080E型X射线荧光光谱仪分辨率的改善

通过对理学３０８０Ｅ型Ｘ射线荧光光谱仪第二准直器的改造,使谱仪对ＳＫβ谱线的相对分辨率减少了近２０％,即改造后的谱仪分辨能力提高了近２０％,而且谱峰强度仍保持在较高水平。为开展硫等轻元素化学价态的分析研究与元素谱线互相重叠干扰复杂的试料分析提供了有利条件。     

熔融制样-波长色散X射线荧光光谱法测定铁矿石中主次量组分

建立了采用波长色散X射线荧光光谱法测定铁矿石中TFe、SiO2、AI2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、TiO2、MnO、P、S和Cu等12种主次量组分的分析方法。采用LiBO2-Li2B4O7混合熔剂熔融制样,以铁矿石一级国家标准物质为校准样品,通过加入Co2O3内标、使用理论α系数法和经验系数相结合的方法校正基体效应和谱线重叠干扰。方法的准确度、精密度达到了传统化学分析方法的要求,分析时间大大缩短,具有很好的使用价值。     

累托石的结晶度研究

本文用峰形分析法分析累托石的001X射线衍射峰特征;用001峰的半峰宽(W)测定累托石的结晶度(G),并令G=K/W=1为最大结晶度。文中测定了5个矿区10件累托石样品的结晶度,详细描述了不同结晶度累托石的X射线衍射、红外谱及差热曲线特征,讨论了研磨、热处理和改型对结晶度的影响,并阐明累托石的结晶度与造浆率之间呈正相关性。     

铀M系X射线的分析应用

本文采用薄膜法制样,然后进行铀的X射线荧光分析。使用铀的M系线比用L系线有以下优点:分辨率较高,灵敏度较高,本底低很多,蜂背比高,检测限(Cr靶,PE晶体,100秒计数)可达0.01ppm。     

X射线荧光光谱微区分析在铜矿物类质同象鉴定中的应用

铜矿物种类繁多,赋存状态各异,成分复杂,由于共生矿物和伴生矿物的存在,增加了传统岩矿鉴定工作的难度。特别是铜矿物间存在的类质同象现象(黝铜矿和砷黝铜矿)和铜矿物与其他矿物间(磁黄铁矿和方黄铜矿)存在镜下光学特征相似的现象,应用偏光或反光显微镜难以给铜矿物准确定名。本文应用具有微区分析功能的X射线荧光光谱仪扫描铜矿物标本谱图,通过选择测量条件、测量方式和干扰校正模型(谱线重叠和基体效应)建立了类质同象物相的鉴定方法。该方法具有较高的精密度和准确度,对黄铜矿标本进行12次测定,S、Fe、Cu的相对标准偏差(RSD)分别为0.74%、0.86%、0.18%;对铜矿物标准样品进行单次测定,待测元素的测量结果与推荐值的相对误差均小于6%。该方法可准确甄别出黝铜矿与含银砷黝铜矿、磁黄铁矿与方黄铜矿;测量效率高,能够提供主量元素和主要伴生元素的二维或三维图像,直观地呈现矿物的分布情况,为铜矿物的准确定名和矿物的综合利用提供了有价值的信息。     

粉末压片-波长色散X射线荧光光谱法测定地球化学样品中氯的方法研究

在对比已有相关分析方法的基础上,建立了粉末压片-波长色散X射线荧光光谱法测定地球化学样品中氯元素的分析方法.采用岩石、沉积物和土壤等78种国家一级地球化学标准物质作为校准系列建立校准曲线;利用经验系数法进行基体效应校正,利用含量校正法进行谱线重叠干扰校正;总结了地球化学样品中氯元素测定值随测定次数的变化规律及原因.结果表明:氯的检出限为7.95μg/g;分析3种国家一级地球化学标准物质12次,得到测定值的相对标准偏差均小于10％;采用国家一级地球化学标准物质验证方法准确度,测定值与标准物质认定值相吻合,测定平均值与标准物质认定值的对数差值的绝对值(?lgω)均小于或等于0.02,满足多目标区域地球化学调查规范的要求.     

岩石和矿石中微量稀土分量X射线荧光光谱测定法的研究

一、引言 X射线荧光光谱法测定稀土元素分量,是一个行之有效的方法。为了降低检出限,提高分析准确度和工效,近年来国内外不断有人研究。由于电子计算机技术的广泛应用,对基体效应,谱线干扰以及背景扣除等繁琐的计算都可由计算机完成,使稀土元素的X射线荧光光谱分析更为简便快速。     

铸造铝合金样品的X射线荧光光谱分析

以西南铝业公司研制的E223系列ZL205A铝合金作为光谱标样，用干扰曲线法结合理论α系数对谱线重叠干扰及基体效应进行校正，建立了X射线荧光光谱测定铸造铝合金ZL205A中除B外的Mg、Si、Ti、V、Mn、Fe、Cu、Zn、Zr和Cd 10种元素的方法。该方法用于实际样品分析，结果与化学法、原子吸收法相吻合。10次制样测量，各元素RSD在0．42％～2．23％。     

粉末压片-波长色散X射线荧光光谱法测定金矿型构造叠加晕样品中18种次量元素

金矿床型构造叠加晕样品中的砷锑铋银锡钨等金属元素含量对金矿多期次多阶段成矿具有指示意义。此类样品采集于金矿中,样品各元素含量范围大,从克吨级至百分之几,分布也不均匀。采用常规的检测方法分析时,存在元素间干扰不易消除、记忆效应严重等问题。本文建立了粉末压片-波长色散X射线荧光光谱法测定金矿型构造叠加晕样品中砷锑铋等18种次量元素的定量分析方法。通过研究角度扫描图,选择了干扰少、强度高的分析线;充分混匀样品,消除了偏析效应;选用与样品基体类似的国家标准样品建立工作曲线,通过数学校正和内标法校正了谱线重叠干扰和基体效应。方法检出限为0. 14～2. 23μg/g,精密度(RSD,n=12)小于4%。本方法可快速、准确地测定金矿床型构造叠加晕样品中各元素的含量。