X射线荧光光谱分析合金钢成分中的基体效应校正

1、X射线荧光光谱分析合金钢成分中的基体效应校正【摘要】选用YSBS15327-2008不锈钢标准样品，制作 了 4 条工作曲线，用曲线进行了自测，还对作为未知样的标 样进行了准确度和精密度测量。这 4 条工作曲线中有 3 条包 含了基体效应校正，用实验结果讨论了不同基体效应校正的 效果。【关键词】合金钢；工作曲线；经验系数法；基本参数 法；基体校正岛津公司XRF-1800型顺序式X射线荧光光谱仪在单位引 进应用不久，由于其分析速度快、准确性高，操作简便的优 点，目前已成为化学分析实验室的主力，但由于待分析的合 金钢品种繁杂，很难购置到相同合金牌号的成套标准样品， 我们使用的多为单标样。1 、实验

2、部分1.1 标准样品选取YSBS15327-2008不锈钢系列标准样品作为制作工 作曲线用。这是一套含量范围宽大、应用广泛的一套标准样 品。选取含钼、铜、铌、氮不锈钢光谱分析用套标GSB03-2028-2006,选取其中的 28-3和GH36光谱标钢中的36-3，共 2 个标准样品作为未知样品。这2 个未知样的主次量元素 Mn、Cr、Ni、Mo、Si、V、Ti 的成份基本都在该套标 成份范围内。1.2 试样的制备 标样经砂轮磨平后，又在金相磨片机上用 320#Al2O3 砂 纸磨光，这也是未将Al列入考核元素的原因，若考核Al,样品需要经其他磨料磨光，以避免对低含量 Al 的污染。1.3 仪器

3、与测量条件仪器：岛津XRF-1800型顺序式X射线荧光光谱仪，4KW 铑靶 X 射线管。测量条件：在这一合金系统中选用两种电压与电流的组 合，有利于轻重元素的最佳激发；系统中有两个元素的存在 有重叠干扰：Cr的KB -Mn的Ka , Mo的Li -P的Ka。在 仪器应用之初，已经测定了相关元素间的重叠系数，还应有 Ni的KB -Cu的Ka，但Ni含量不高，略去了这一系数。具 体测量条件见表三，分析线采用Ka ，衰减器关。1.4 实验方案实验方案一：组名为“实验组A”。按表一中条件给每一 元素登记强度后点击工作曲线栏中的“计算” ；将基体元素 Fe改为“余量”（Balance）。由这一工作曲线分

4、析测量的值称 A 分析值。实验方案二：组名为“实验组B”。由A组复制而来，不需重新登记强度；将 Fe 元素由“余量”改成“定量” ；由于P、Si含量低，不进行基体效应校正；对 Mo至Ti共9个元 素用经验系数（EC法逐一进行基体校正，由这一工作曲线 分析测量的值称 B 分析值。以 Cr 为例，基体效应校正前后各元素的工作曲线及校正 所用元素分别见图 1-2。实验方案三：组名为“实验组 C”。由B组复制而来，在 定量分析类型栏的元素信息中选择“FP”在标准样品栏中点击“所有元素” 、“计算理论强度” ，再计算灵敏度系数， 则这组标准样品的 FP法工作曲线就建立起来了。由此工作 曲线分析测量的值称

5、 C分析值。实验方案四：组名为“实验组 D”。由C组复制而来，在 标准样品名称栏中只留下 2 号标样，删去其它 5 个标样名称， 这一工作曲线可称作单标样FP法灵敏度系数工作曲线。由该工作曲线分析测量的值称 D 分析值。2、实验结果与讨论2.1 实验结果用这四条工作曲线分别对用来制作工作曲线的 1号标样 进行分析，前三种方法属自检测量，第四种方法属用 2 号单 标样测量这组套标。四次测量结果见表二。再用这四条工作 曲线对作为未知样的 28-3 进行了六次测量， 并计算了标准偏 差和相对标准偏差，在表中仅给出测量平均值。2.2 结果讨论 分析值下方的下划线表示该值与标准值差异较大。从中 可以看出

6、：1）对标准样品进行自测时， A 组与 B 组结果比较， 即实 施了基体效应校正和不进行校正的分析结果比较。从表中数 据看，校正后的 B 组工作曲线所分析的结果是最好的，未经 校正的 A 分析组分析数据偏差大且多。2）对未知样进行分析测量时，除 Mn 元素外，也是 B 分析值优于 A 分析值。对 Mn 元素的校正，在本实验中有意 加入 Fe、Cr 参与校正，校正曲线自测结果良好，在对分析曲 线涵盖范围内的未知样分析测量时， 2 个未知样的 Mn 分析 值都不准确，误差很大，因 Fe、Cr 与 Mn 之间不存在增强与 吸收的关系，系“伪校” 。在改用 Ni 和 Mo 对 Mn 重新校正 后又补充

7、了实验，结果如下：由以上列表可以看出，重新校正后，自测和对未知样的 测量结果理想。3） C组分析值除个别元素外，如1号中的Cr有较大误 差外，其结果都较为理想。4）D 组分析值， 结果虽不及 C 组，但只要是待分析元素 含量与 2 号相近，其分析值都是很准确的。3、结论1 ）一套合金钢标样在用 X 荧光光谱分析时，是应做基体效应校正的。2）在用EC （经验系数）法进行校正时，应适当选取相 关校正元素，避免“伪校” 。3）考察一组EC工作曲线的可靠性时，首先应对制作曲 线的样品进行自测，再用未参与制作曲线的未知样品进行分 析测量，两者都可靠，这组工作曲线才是可用的。4）B 组在制作工作曲线时不需要扣除背景强度（低微 量元素分析时除外） ，因此它比 C 组更为方便快速。5）D组属于单标FP （基本参数）法，当未知样与标准 值组分接近时， 测量结果都是很准确的。 对没有标样的合金， 直接选用生产来样，多人多次对来样进行湿法分析定值作为 参照样，定值后的参照样与待分析样品的成分不会有太大差 异，用参照样做的 FP法工作曲线的应用是可靠的，可广泛 应用于生产中。致谢 本文得到了岛津公司技术顾问权义宽老师的协助， 在此表示感谢！参考文献1 梁钰 .X 射线荧光分析基础 M/ 北京：科学出版社， 2007.2 王化明，高新华.X射