浅谈影响EDXRY光谱仪测试结果的若干因素

2012-03-15广东省电子电器产品监督检验所黄庆君

电子世界 2012年14期

广东省电子电器产品监督检验所黄庆君

人类发展到现在，越来越重视人的生存环境和生活质量。近年来，X射线荧光光谱仪广泛应用于生产质量控制、生态环境监测、地质普查、医药食品检测和原位分析等诸多领域，并普遍受到关注。X射线荧光光谱仪除了常规波长色散X射线光谱仪外，随着探测器技术的显著进步和各种原位和现场分析的现实需求，能量色散X射线光谱仪的使用价值越来越大，其地位也日益重要。

特别是最近几年，以欧盟的报废电子电气设备指令（WEEE）、电子电气设备所含特定有害物质限制使用指令（RoHS）、报废汽车指令（ELV）以及玩具指令（ASTM F963，EU_EN71）等法规为代表的绿色采购及环境分析之中，要求更为微量、更为迅速的分析。2010年国家认监委联合工业和信息化部发布了《国家统一推行的电子信息产品污染控制自愿性认证实施意见》，获得自愿认证的产品可能享受国家优先和财税部门的鼓励扶持政策等好处，2011年11月开始实施《国家统一推行的电子信息产品污染控制自愿性认证实施规则》，有利于电子信息产品污染控制工作的稳步推进。

能量色散X射线光谱仪是由X射线光管、样品室、准直气、探测器和计数电路和计算机组成。他与波长色散X射线荧光光谱仪的显著不同是没有分光晶体，而是直接用能量探测器来分辨特征谱线，达到定性和定量分析的目的。

影响EDXRY光谱仪测试结果的因素有客观环境因素也有仪器本身的因素，下面就列举几个比较常见的。

一、温度、湿度等环境因素

一般情况下，仪器温度应控制在10-30℃(温度变化应控制在2℃/小时)，湿度应控制在40-70%(不能结霜)，当湿度大于70%时，请务必使用除湿机除湿。

室内保持良好的通风，远离振动、噪音、腐蚀性气体、电磁干扰等。

图1 PVC定量工作标准曲线

图2

表1

二、制样的好坏

样品的制备是所有X射线测定最终准确度的最重要的影响因素。X射线荧光分析装置是使用X射线照射样品，对产生的荧光X射线的能量进行检测，测定构成样品的元素种类及含量的装置。可无损地进行固体、粉体、液体等进行分析，所以不同类型的样品有不同的制备方法。以下列举几种比较常见的方法。

(1)样品可以有平整光滑面是最好的，可以直接测试。如：塑料、陶瓷、玻璃、金属、合金、纸张、面板和树脂等。

(2)如果是微小颗粒的样品，就要用样品杯装起来。如：粉末。

(3)遇到泡沫、蓬松棉、布料等疏松样品需压缩后再重叠增加厚度测试。

(4)如果是电线皮、引脚等线状样品，现将剪成多段，并排进行测试。

(5)薄膜之类的应将样品叠起来并压紧测试。

(6)塑料气泡包装材料需重叠增加厚度后再将空气除去再测试

三、标准曲线

标准曲线的制作，在整个测试过程中也是较为重要的。这需要操作者有较高的实操经验和技术水平。

下面举例制作一条PVC定量测试的标准曲线：

使用一组已知含量的PVC标准样品，如表1所示，测出每个标样相对应的强度，从而制作定量工作标准曲线，如图1。

可以看出，仪器响应强度值I呈良好的线性关系，线性方程为I=0.0021C+0.0458，相关系数为0.9999。

目前，也有一些生产厂家已将EDXRY光谱仪测试的标准曲线设定好，甚至连操作人员都无法更改。

四、谱线干扰

不同元素受X射线激发后，会发射出特征X射线，这些特征谱线是识别样品中存在某一元素的指纹信息。通过确定样品中特征X射线的波长和能量，就可以判定未知样品中存在何种元素。然而，如果样品并不是纯元素，而是含有其他元素的样品，就会存在谱线重叠。同时，光谱仪、样品等有关因素也会带来干扰，因此，寻找证实特征谱线的存在，判断、识别干扰就是分析中的主要工作。

1.分析一个Hg含量高的数据是否存在干扰

取一个含Hg的橡胶，经EDXRY测试得出Hg含量偏高，达到705.2ppm，查看并调整图谱和KLM标记，经分析，在HgLa和HgLb特征谱线位置上均存在谱峰，HgLa和HgLb处的实际谱线的强度比均为1∶1，所以该样品中存在Hg，未发现对Hg的干扰。

2.分析一个Pb含量高的数据是否存在干扰

测试结果显示出Pb的两个谱峰给出相差很大的结果，38.761ppm和1367.969ppm，值得怀疑。

利用计算机里面的软件，进行谱峰捕捉处理和鉴别处理，结果是受到As元素的干扰，如图2。