XRF荧光光谱仪基体效应校正方式介绍

XRF荧光光谱仪基体效应校正方式介绍‍

在XRF荧光光谱仪分析中, 基体效应往往是引起分析误差的主要来源之一。基体效应是元素间的吸收一增强效应和物理一化学效应, 通常, 基体效应是指被测样品中元素间的吸收-增强效应。为了保证分析结果的准确性, 必须对基体效应进行校正。

目前对基体效应的校正已发展为两大分支, 其一是通过实验的手段, 称之为实验校正法; 其二是通过计算的方法, 称之为数学校正法。

(一) 实验校正法

实验校正法, 除前面所述的粉末稀释法、薄样法外, 还有内标法、标准比较法、散射线内标法等。

内标法是外加一个其特征x射线波长与被测元素分析线相近的元素, 作为内标元素, 利用分析线与内标线的强度比与含量之间的关系, 建立工作曲线, 求出被测元素的含量。该法可以有效地补偿元素间的吸收-增强效应以及制样误差、仪器漂移, 提高分析精度。内标法在溶液滤纸片法中被普遍采用。比如，稀土分析中最常用的内标元素是钒, 也可以用其它元素作内标元素, 例如, 用铜为内标分析永磁合金(Sm-Co、Pr-Sm-Co、RE-Sm-Co)中La、Ce、Pr、Nd、Sm、Co, 用锶为内标分析混合稀土中的钇, 用铁为内标分析磁泡薄膜中钇、铋等元素, 用碲为内标测定矿物中微量稀土元素, 用钪为内标分析高纯氧化铕中14个稀土杂质。

标准比较法是选择的标准样品在组成、物理状态等方面与待测试样相似, 从系统上消除基体效应的影响。在厚样法中, 对主要成份含量变化不大, 成份简单的样品是可行的, 但对组分复杂、含量变化大的样品, 不易满足要求, 而薄样法则可忽略基体的影响。

散射线内标法是选择被测元素分析线附近的散射背景或康普顿(Compton峰)散射峰作为内标,以克服仪器的漂移、基体的影响, 已广泛用于矿石矿产土壤等元素的分析。

(二) 数学校正法

利用计算机实现X射线荧光光谱仪的控制分析和分析数据的计算处理, 已成为XRF光谱分析法的发展方向之一。英飞思的FPXRF软件, 含有多种数学校正模式的基体校正程序。用数学校正法校正基体效应, 目前已形成了三大分支, 即:经验系数法(EC法), 基本参数法(FP法)、以及EC法和FP法相结合的半参数法(EFP校正法)。

1.经验系数法是用已知标样, 测出共存元素之间的影响系数, 代入含量或强度公式, 校正共存元素对分析元素的影响。该法是最早发展起来和最常用的方法。经验校正方程的数学模式有十几种之多, 但按校正对象的不同, 可分为强度校正和含量校正两大类

2.基本参数法是基于样品中每个元素的含量对应于其分析线的相对强度, 全部相对强度的总和, 对应其百分含量的总和。根据该原理, 由测得的分析线强度和一些表示灾光强度的基本参数(初线X射线光谱的分布、吸收系数、荧光产额、吸收限、……等)便可求出样品中分析元素的含量。其优点是, 无论何种基体, 只需少量标样, 不需经验系数; 缺点是, 采用了目前还不太准确的质量衰减系数和荧光产额等基本参数, 由此带来的误差较大, 因而应用较少。

3.经验系数与基本参数相结合法(XFP), 是利用基本参数法, 计算出标样的理论强度, 把标样中的元素当作纯元素求出其相对强度, 用经验系数法对标样回归求出影响系数, 然后利用求出的影响系数和标样, 即可对试样定量测定。此法综合了理论和经验两方面的特点, 既采用基本参数对基体效应进行定量描述, 又借用经验摸式和少量标样进行校准, 使经验系数法和基本参数法各自扬长避短。由于采用了相对强度, 使一些不太准确的参数互相抵消, 从而提高了准确性。

XRF光谱分析法是现代分析化学中一种重要的测试手段, XRF荧光光谱仪不仅测试速度快，测试完全无损，样品制备方法简单，而且可以分析0.0001-100%含量范围的元素含量及成分。如果与化学富集法相结合, 测定下限可达到ppb级, 是矿石矿产土壤合金原始分析中不可缺少的测试手段之一。