作为一种比较老练的成分剖析手法,X荧光光谱仪剖析在冶金、地质、环境、化工、资料等领域中运用十分广泛。X荧光光谱仪剖析的目标首要是块状固体、粉末、液体三种,其间,固体粉末是剖析得最多的一种。因为许多试样如水泥、煤、尘埃等自身便是粉末,关于形状不规则的块状固体,如各种矿石,因为直接剖析技能现在还不老练,往往也破坏成粉末。液体试样可放入液体样品杯中剖析,但因为不能抽真空等原因,有时将液体转变为固体,一些预别离、富集的成果也常是粉末,因而,粉末试样的制样技能是X荧光光谱仪剖析中的重要一部分。
X荧光光谱仪剖析粉末样品首要有两种办法:
①、熔融法。熔融法是运用较多的一种制样办法,它较好地消除了颗粒度效应和矿藏效应的影响。但熔融法也有缺陷:因样品被熔剂稀释和吸收,使轻元素的丈量强度减小;制样杂乱,要花费很多时刻;本钱也较高。
②、粉末压片法
粉末压片法的长处是简略、快速、经济,在剖析作业量大、剖析精度要求不太高时运用很遍及,也常用于痕量元素的剖析。在实践运用如水泥、岩石、化探样品的剖析中,粉末压片是一种运用很广泛的X荧光光谱仪制样法。
1、样品制备
粉末压片制样法首要分三步:枯燥焙烧、混合研磨、压片。有粉末直接压片、粉末稀释压片、用粘结剂衬底和镶边等办法。
①结剂、助磨剂及其他添加剂
当样品自身的粘结力较小时,挑选一种适宜的粘结剂很重要。粘结剂有固体和液体两种,常用的固体粘结剂有硼酸、甲基纤维素、聚乙烯、白腊、淀粉、滤纸或色谱纸浆、碳酸锂等。用白腊和苯乙烯的混合物作粘结剂。粘结剂的参加量为样品的10%-50%,过多会影响轻元素的检出限。粘结剂的参加会使剖析线强度下降,假如粘结剂颗粒度较大,还会引进颗粒度效应。从吸水性、样品的巩固性、抽真空时刻、对仪器污染、制样成功率、本钱等方面对几种常用的粘结剂作了比较, 得出低压聚乙烯是一种较抱负的粘结剂。
液体粘结剂有乙醇、聚乙烯醇(PVA)等有机溶剂。运用液体粘结剂易制成均匀、重复性好的压片,制得的样片愈加巩固耐用。
在制备试样和标样过程中,除粘结剂外,还可参加助磨剂、内标元素、稀释剂等,液体粘结剂或助磨剂的最大长处是不必称量,但压片后要烘干,参加的量也不行过多,一般100g样品中参加几毫升到十几毫升。固体粘结剂和助磨剂等需求精确称量,而且要混合均匀,因而,制样较费事,假如加上清洗破坏容器的时刻,有时乃至比熔融法更长。在大批量的剖析中,多选用直接压片或衬底压片法。
②破坏技能
可用玛瑙或碳化钨研钵人工研磨,现在较多运用机械振动磨或球磨机,功率很高。一般样品均可破坏至74μm以下(经过200目筛子),最好的能够到达20μm左右。跟着破坏时刻的延伸,颗粒度减小到必定程度不再变细,假如持续破坏,反而会产生“聚会”现象。要进步破坏功率,能够参加固体或液体助磨剂。破坏时刻越长,破坏容器带来的污染越严峻,因而,挑选一种适宜的破坏容器很重要。要比较这种污染,能够剖析一种很硬的物质(如石英)经破坏后的污染状况,或比照两种不同破坏办法的剖析成果。在剖析痕量元素时,为了进步剖析的灵敏度和精确度,这是十分必要的。还有一种污染,是不同破坏试样间的彼此污染。每次破坏后都要确保容器清洗洁净,当样品量较多时,破坏前可用少数样品预“清洗”两次。
③压片
压样设备常见的有手动或电动液压机,粉末样品装入铝杯或铝环(或塑料环)中,在相应的模具中加压成型。在真空光谱仪中,粉末压片可能会含有空气或其它气体而产生溅射,既破坏了试样外表,又污染了样品室。可先在真空中限制成块,或在氦气光路中丈量。为了削减压入片内空气的量,在装样时可轻拍样品,加压时要逐渐增大压力,一起还要保压必定的时刻。X荧光光谱仪剖析是一种外表剖析,特别关于轻元素,剖析时有用层厚度只要几个至十几个μm,外表的污染是丧命的问题,一起还要求外表滑润。所以每次压片后都要把模具的外表洗净,隔一段时刻还要对塞柱外表(对应于样片被测面)恰当抛光。试样在保存过程中也要避免外表污染、外表破损、吸潮、氧化、吸附空气等。最好是压片后赶快丈量,关于标样、办理样等需长时刻保存的试样,以粉末状况密封保存较好,需求时暂时压片。
④规范样品的制备
X荧光光谱仪剖析是一种相对剖析,规范样品的制备直接影响剖析的精确度。粉末压片法的标样来历首要有三个:用其他办法剖析试样;在成分已知的标样中参加某些成分;人工合成。
2、办法运用
①粉末压片法剖析痕量元素
粉末压片法多用于剖析痕量元素合作熔融法剖析主量元素。
②粉末压片法剖析主、次、痕量元素
粉末压片法也常用于地质、化探、冶金等样品的全剖析。
③熔融后再破坏压片
熔一块均匀、外表润滑的融片是一项技巧性很强的作业,有些样品不易脱模或简单碎裂,有的对Pt-Au坩埚有腐蚀效果,熔融后破坏压片的办法(可用石墨坩埚替代Pt-Au坩埚)既可消除颗粒度效应的影响,又处理了不易成型的问题。熔融后再破坏压片来测定地质试样中的全硫,这样可减小粉末样片保存过程中硫价态改变对剖析精确度的影响。
一般来说,关于煤、水泥、岩石、土壤等样品的惯例剖析,用粉末压片法可到达剖析精度和精确度为5%左右的要求。大多数痕量元素的检出限可达100μg/g左右,因X荧光光谱仪有较好的稳定性,还可经过延伸计数时刻使检出限进一步下降。用粉末压片法制样,结合自动进样设备和自动化剖析仪,一次即可精确地剖析20-30种元素,完全能够满意地质、矿藏、商检等部分的剖析需求。
如前所述,粉末压片是依据必定的剖析目标进行实验,以挑选制样条件,包含各种添加剂的运用、破坏时刻、压力、标样的选取等。这样形成的成果是,对一种剖析目标提出的办法不能运用到其它试样中去。关键是没有找到一种有用有用的破坏技能,可将粉末试样碎至1-2μm,这种破坏技能要简略易行,不然就失去了X荧光光谱仪剖析快速便利的特色。