Rigaku荧光仪操作说明.doc

制备粉末样品的要点 压片法 株式会社理学 MCC9 12 20090210 Rigaku 目 录 1 概要 1 2 关于粘合剂 2 3 关于样品成型用模具 环以及杯 3 4 粉末压片样品制作实例 4 4 1 干燥 4 4 2 灼热 5 4 3 混合粉碎 5 4 4 加压成型 7 4 5 下照射式光谱仪的注意点 9 制备粉末样品的要点 压片法 制备粉末样品的要点 压片法 1 1 概要 荧光 X 射线分析的特长是可以对原封不动的状态的液体 固体 粉末样品迅速进行测 量 关于粉末样品的测量方法有 通过几十 几百 kN 加压 成盘形状态后进行测量 压片法 将粉末样品直接投入专用样品容器后进行测量 松散粉末法 或者溶解于 四硼酸锂 Li2B4O7 等溶剂 成玻璃状态后进行测量 玻璃熔片法 等 用压片法对粉末样品进行分析时 如成型性及保型性不充分 则在样品室的光路气氛 变更时 样品入口 样品传送时或者测量进行中 从压片样品表面有粉末四处飞散 因此有可能因光谱仪内部污染而使得分析或光谱仪动作不良 此时 混合粘合剂这种成 型助剂来加压成型 可以提高成型性及保型性 或用分析窗口用薄膜遮盖样品 防止粉 末四处飞散 特别是下照射式光谱仪 样品的四处飞散及落下很有可能引发严重的故障 要充分注意 请参考 4 5 下照射式光谱仪的注意点 另一方面 分析重元素时 因为测量谱线能量很高 分析窗口薄膜的吸收几乎为零 因此没有问题 特别是测量 Si 以下的轻元素时 使用粘合剂粘合比没使用时 或使用 分析窗口薄膜比使用粘合剂粘合时 粘合剂或薄膜的吸收更大 所以要求轻元素的灵敏 度很高的时候 要尽量避免使用粘合剂和分析窗口用薄膜 本说明书的内容是用压片法来进行粉末样品制备时的注意点 制备粉末样品的要点 压片法 2 制备粉末样品的要点 压片法 2 关于粘合剂 将粉末样品加压成型时 有时会使用粘合剂来改良成型性及保型性等 粘合剂一览表 如下 最稳定的粘合剂是 Spectro Blend 针对已经十分细微的粉末 粒径在约 50 m 以下 样品进行混合 如在粉碎的同时进行混合 要使用 RS 系粘合剂或硼酸 RS 系粘合剂比较便宜 因此 需要处理大量样品时使用 比起 RS 系粘合剂 硼酸可以进行稳定的测量 但因其有吸湿性 所以要注意保管 粘合剂一览 产品编号等单 位備 考 RS1100 聚苯乙烯系粉末 粉 末 500g 瓶 C 66 7mass O 27 3mass H 6 0mass 化学式 C13H14O4 熔点 185 200 RS1101 同 上 粉 末 1kg 瓶 同 上 RS1103 同 上 粉 末 3kg 瓶 同 上 CH660 Spectro Blend 粉 末 454g 瓶 C 77 1mass O 5 4mass H 12 8mass N 4 7 mass 化学式 C19H38ON 熔点 140 145 CH690 同 上 1 2g 丸剂 500 丸 瓶 同 上 CH750 硼 酸 1 2g 丸剂 1000 丸 瓶 O 77 6mass B 17 5mass H 4 9mass 化学式 H3BO3 熔点 169 详细请参考 FOR X RAY FLUORESCENCE ANALYSIS SAMPLE PREPARATION INSTRUMENTS AND ACCESSORIES 商品目录 制备粉末样品的要点 压片法 制备粉末样品的要点 压片法 3 3 关于样品成型用模具 环以及杯 样品成型用模具有两种 一个是圆筒型 一个是环型 特长如下 圆筒型 将粉末样品放入套筒中 用活塞加压进行成型 圆筒型有样品杯样式 非样品杯的样式 以及两种皆可对应的样式 活塞 套筒 活塞 粉末样品 环型 模具两片成套 在一片上设置氯乙烯环或铝环 将粉末样品放入环内 用另外一片模具 进行加压成型 粉末样品 环 模具 本公司提供的模具 环以及杯种类繁多 品种齐全 用户可以根据用途来选择最佳的组 合 详细请参考 FOR X RAY FLUORESCENCE ANALYSIS SAMPLE PREPARATION INSTRUMENTS AND ACCESSORIES 商品目录 制备粉末样品的要点 压片法 4 制备粉末样品的要点 压片法 4 粉末压片样品制作示例 在此介绍用环型模具使粉末压片样品成型的流程示例 4 1 干燥 将粉末样品分散在玻璃盘 灰化碟等上 用热风干燥机在 105 条件下干燥 1 个小时 以上 消除吸附水 为防止干燥后再吸附水分 称重量等动作请迅速进行 需要保存 时 请使用干燥器 要防止粉末样品对干燥器内部的污染 或者将多种样品同时进行干燥时 要采取相应措 施 为了不妨碍干燥 要确保通气顺畅 同时也要防止样品粉末四处飞散 例如 从上 往下扣放灰化碟 扣放时留出空间 等等 灰化碟子 粉末样品 热风干燥机 制备粉末样品的要点 压片法 制备粉末样品的要点 压片法 5 4 2 灼热 要计算灼热减量或分析灼热后的样品时 消除结晶水 碳酸根等 在 4 1 流程中干燥 后的样品还需要进行高温处理 1 准备恒温化完毕的坩埚 使用坩埚时 必须用坩埚钳 夹具等 绝对不可以 用手直接触摸 2 用电子天平称准确称量坩埚的质量 X 3 在电子天平上称 将在 4 1 中干燥过的粉末样品投入到坩埚 准确称量粉末样 品和坩埚总和质量 Y 取粉末样品量的大致标准为 只需要计算灼热减量时 取 1 克左右 要一起准备制备用样品时取 5 克左右 4 粉末样品跟坩埚一起放在马弗炉 在 950 1200 条件下灼热 1 个少时 虽然灼热温度越高灼热效果越好 但是要分析卤素 硫磺等容易挥发的成分时 灼热温 度要控制在 1050 以下 此外 有必要遵照规格等时 请遵照规格进行 5 灼热后在炉里放置至 200 左右 然后在干燥器里放冷至室温 6 放冷后 用电子天平称准确称量灼热后的粉末样品和坩埚质量总和 Y 7 用 Y Y Y X 100 计算灼热减量 X 空坩埚的质量 Y 粉末样品和坩埚的总和质量 Y 灼热后的粉末样品和坩埚的总和质量 4 3 混合粉碎 分析粉末样品时 为减轻矿物效应和粒度效应等不均一效应 需要将粒径制备在需要将粒径制备在 5050 m m 以下以下 此时 将样品和粘合剂一起放在粉碎容器里 可以同时进行粉碎和混合 粘合剂量的大致目标取样品量的 10 左右进行调配 但是有的样品调配比例会比较高 比如 煤灰等约是 20 活性炭等是有时超过 50 本公司提供的粉碎容器和粉碎机品种繁多 详细请参考 FOR X RAY FLUORESCENCE ANALYSIS SAMPLE PREPARATION INSTRUMENTS AND ACCESSORIES 商品目录 关于岩石样品 硅石 氧化铝等硬质成分多 所以选择粉碎效果高的碳化钨 粉碎容器比较合适 但是粉碎时从粉碎容器中会混入钨 钴杂质 需要注意 为了除掉在容器里边残留的之前粉碎过的样品的影响 首先要把分析的样品 粉碎一次 然后除掉粉碎的样品后 重新开始分析样品 结束分析样品后 为了清洁容器内部 请把清洁剂等研磨剂或硅石等硬质 粒子粉碎 之后用流水洗好 其次用纯水清洁 最后擦好水分之后 用酒精 制备粉末样品的要点 压片法 6 制备粉末样品的要点 压片法 纸擦或用吹风机把它干好 1 用丸剂粘合剂时 将 1 个质量准确称量 投入到粉碎容器 用粉末粘合剂时 大约需要 0 5g 请以 0 5g 为标准进行准确称量 2 将粉末样品适量 用粘合剂时 要准确称量上述粘合剂的 10 倍量 投入到粉 碎容器 3 为提高粉碎效率 并防止样品粘合到粉碎容器 根据需要加入 n 己烷 3 4ml 针对样品 1 克加约 0 6 0 8ml 来作为粉碎辅助剂 湿式粉碎 用粘合剂 Spectro Blend 时 Spectro Blend 会溶化在 n 己烷中 所以不可 以同时使用 请单独将已经粉碎的样品和 Spectro Blend 分别准确秤量投入 到塑料袋中摇混后 在研钵中轻轻地混合 或者也可以使用 Spectro Mill 请参考商品目录 短时间摇动混合 30 秒以下 n 己烷是易燃性液体 遵照本国的法令 使用时要充分注意 制备粉末样品的要点 压片法 制备粉末样品的要点 压片法 7 4 一定时间 约 1 3 分钟 用粉碎机进行粉碎 粉碎时间越长粉碎效果越高 但是时间太长 发热显著 有时候会导致样品变质 要充 分注意 5 请从粉碎容器回收样品 4 4 加压成型 1 在模具上放置环 2 盛一定量 约 3 7 克 的样品在环里 环中央像山一样 3 用加压机 在一定压力 铝环加压 100 250kN 氯乙烯环加压 80 200kN 约 30 秒 下加压成型 模具 环 制备粉末样品的要点 压片法 8 制备粉末样品的要点 压片法 4 取出样品 用鼓风等将压片表面的粉末消除 即完成 5 根据需要 确认制作的压片样品有充分的耐热性和保型性等 请参考 4 5 4 5 下照射式光谱仪的注意点 如前所述 关于下照射式光谱仪 样品的脱落可能引发致命的事故 因此 除要注意上 述流程外 还要更加注意耐热性和保型性 具体来说 就是将用压片法制备的样品用下照将用压片法制备的样品用下照 射式光谱仪进行测量时 原则上要使用粘合剂或者分析窗用薄膜 如分析时不能使用这些射式光谱仪进行测量时 原则上要使用粘合剂或者分析窗用薄膜 如分析时不能使用这些 东西 要事先充分确认在测量中样品不会脱落 东西 要事先充分确认在测量中样品不会脱落 接下来介绍一下 在不使用粘合剂和分析窗用薄膜时 简单的压片样品耐热性及保型性 确认方法和制作样品示例 请参考 并在测量时进行充分确认 1 耐热性测试 经 X 射线照射 样品温度上升 其结果是低熔点样品溶化脱落 或升华性样品消失 所以要确认样品是否会溶化或升华 小型机的话 加热至 60 左右后进行确认 大型机的话 加热至 100 左右后进行确认 2 保型性测试 将包药纸等放在桌上 从 5cm 以上高度水平仍下至桌上样品的 测量面 确认其不会破损等 制备粉末样品的要点 压片法 制备粉末样品的要点 压片法 9 3 由于热 X 射线照射等可能引发收缩或反应的样品 要采取对策切实防止其脱 落 针对这些特性不明确的样品 要使用分析窗用薄膜或小径罩进行预备测量 要充分确认样品状态没有变化 此外 没有脱落时也要小心确认 如因膨胀 触 碰到样品下边的 X 射线管球 可能会引发严重事故 一般来说 二氧化硅 硅石 的这类近似球状的粒子 粒子间的结合很弱 加压成型后 的保型性低 用氯乙烯环制造的压片样品 因为氯乙烯的耐热性不好 不能直接进行耐热性测试 所 以请分别进行上述的 1 和 2 分步骤 4 进行 1 2 测试的样品不要原封不动地进行测量 要另外单独在同样的条件下 制作测量用压片样品或者在同样的条件下再加压 5 对制作后保管了很长时间的压片样品进行测量时 充分确认其没有破碎 破 损 吸湿膨润等 根据需要 进行上述 1 2 的测试 建议尽可能重新制备 制备粉末样品的要点 压片法 10 制备粉末样品的要点 压片法 6 实例样品如下 请参考 例 1 食盐颗粒 粉碎 碳化钨容器 湿式 1 5 分钟 成型 环型 用铝环 载荷 100 200kN 备注 这种粉末的保型性非常高 一般来说 如果成型载荷是 200kN 的话 从 1m 左 右高度落下也不会被损坏 但是由于个人样品的保管状态多少有差异 因此请务必 事先确认保型性等 吸湿膨胀实例 样品 茶叶 吸湿膨胀实例 样品 茶叶 背面 因长时间保管造成的破损 裂纹实例 样品 硅酸盐水泥 制备粉末样品的要点 压片法 制备粉末样品的要点 压片法 11 例 2 硅酸盐水泥 用杯时 粉碎 碳化钨容器 湿式 3 分钟 成型 圆筒型 用铝杯 载荷 300kN 备注 根据水泥的品种不同 也有可能必须要加粘合剂 请务必事先确认保型性等 用氯乙烯环高载荷 150kN 以上 加压成型时 有时由于打开载荷时的恢复程度对分析面 和环会产生差异 一点塌 因此对分析值有影响 此时 需要降低成型载荷 约 80 100kN 但成型载荷低的话保型性也不好 所以请小心地进行保型性测试 例 3 硅酸盐水泥 用环时 粉碎 碳化钨容器 湿式 3 分钟 成型 模具型 使用铝环或氯乙烯环 载荷 150 200kN 备注 粒子流动性和环的弹性 氯乙烯环比铝环载荷开放时的恢复程度大 但因此 其柔软性可以补充粒子流动性 问题上 使用铝环时 样品的表面容易产生差异或 环外周容易发生破损 在进行测量时 这些部分容易发生解体 所以保型性的确认 要特别小心地进行 哪怕有一点担心 也要使用粘合剂等来处理 或者换成铝杯来 加压成型 例 4 岩石样品