X射线荧光光谱法快速测定FeSiB非晶合金薄带中硅、硼、铁

王 瑶 李艳萍冯圣雅 李健靓

（安泰科技股份有限公司，北京100081）

X射线荧光光谱法快速测定FeSiB非晶合金薄带中硅、硼、铁

王 瑶 李艳萍＊冯圣雅 李健靓

（安泰科技股份有限公司，北京100081）

提出了以自制的标准样品，采用单点法绘制校准曲线，利用X射线荧光光谱仪测定FeSiB非晶薄带样品中硅、硼和铁的含量。对于4个FeSiB非晶合金薄带样品中硅、硼和铁进行了10次测定，其分析结果的相对标准偏差分别为0.4%～0.5%、1.3%～4.2%和0.2%～0.4%。方法的分析结果与火花源原子发射光谱法、化学重量法和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法的测定值吻合较好。方法快速、简便，薄带样品无需制样，适用于FeSiB非晶合金薄带的快速成分分析。

X射线荧光光谱法（XRF）；FeSiB非晶合金薄带；FeSiB合金；单点法

0 前言

喷制FeSiB非晶合金薄带是FeSiB非晶合金生产过程的最后一道工序。为了保证FeSiB非晶合金带材的质量和性能，快速准确地测定FeSiB非晶合金薄带中硅、硼和铁的含量具有重要意义。

采用化学分析法（CAM）和电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定FeSiB非晶合金薄带中硅、硼和铁的含量，分析过程繁杂，分析时间太长，不能满足快速、简便的要求。火花源原子发射光谱法（SSAES）配合FeSiB非晶合金的冶炼工艺过程，已被用于快速、准确地分析熔融的FeSiB合金中各种合金元素成分的含量。然而，因为FeSiB非晶合金薄带的厚度仅几十微米，采用火花源原子发射光谱法在火花激发过程中会击穿FeSiB非晶合金薄带，从而使分析工作无法正常进行。X射线荧光光谱法（XRF）具有制样简便、分析速度快、含量范围宽、分析精度好、准确度高等优点，已广泛应用于钢铁、有色金属、地矿、环境等各个领域［1-9］。本文以自制的FeSiB非晶合金薄带标准样品，采用单点法绘制校准曲线，建立了X射线荧光光谱法测定FeSiB非晶合金薄带中硅、硼和铁含量的方法。

1 实验部分

1.1 仪器和工作条件

S4Pioneer X射线荧光光谱仪（德国布鲁克公司）：端窗Rh靶X射线光管；样品盒面罩孔径Φ18mm，其它测定条件见表1。

表1 分析元素测量条件Table 1 Measuring conditions of analytical elements

1.2 样品

FeSiB非晶合金薄带标准样品；FeSiB合金块状分析样品；FeSiB非晶合金薄带分析样品（包括No.090512、No.090513、No.071219-5、No.090131-1、No.090203-4、No.090203-6）。

2 结果与讨论

2.1 分析样品的分取及其处理方法

FeSiB合金块状样品是在喷制FeSiB非晶合金薄带之前，用石墨取样模从熔炼的FeSiB合金中取出的。样品表面处理方法：在圆盘式磨样机上用46＃Al2O3砂纸打磨块状样品分析表面。样品的分析表面应平整、光滑、无孔洞、砂眼等缺陷。该块状样品用于火花源原子发射光谱法测定。

FeSiB非晶合金薄带样品是从喷制成的FeSiB非晶合金薄带上取出的。样品表面处理方法：在FeSiB非晶合金薄带上用剪刀剪取面积为25mm× 25mm薄片作为分析样品，用无水乙醇擦拭分析样品的表面。样品的分析表面应平整、光滑，无孔洞、划痕等缺陷。该薄带样品用于X射线荧光光谱法测定。

2.2 FeSiB非晶合金薄带标准样品的制作

因FeSiB非晶合金薄带标准样品来源于FeSiB非晶合金薄带生产样，所以两者的材质相同而且元素含量基本上一致或相近。

FeSiB非晶合金薄带标准样品的制作方法：从喷制的长条FeSiB非晶合金薄带上用剪刀剪取宽100mm，长500mm的FeSiB非晶合金薄带作为制作FeSiB非晶合金薄带标准样品的原材料。该薄带应厚薄均匀，其分析表面应平整、光滑、无孔洞、划痕等缺陷。在该薄带上用剪刀剪取数个面积为25mm×25mm薄片作为FeSiB非晶合金薄带标准样品。与此同时，在该薄带上分取分析样品，将其表面用无水乙醇擦拭并切成碎屑（约重10g），采用化学分析法测定其中的硅、硼和铁的含量作为上述标准样品的硅、硼和铁的标准值。

2.3 校准曲线的绘制

采用2.2的方法自制FeSiB非晶合金薄带标准样品，使用前用无水乙醇擦拭其表面，在X射线荧光光谱仪上用单点法制作硅、硼和铁的校准曲线，见图1。

2.4 精密度实验

用本方法对No.071219-5、No.090131-1、No.090203-4和No.090203-6FeSiB非晶合金薄带样品中硅、硼和铁分别进行了10次测定并做了统计，其结果见表2。从表2可以看出（1）硅、硼和铁测定结果的相对标准偏差（RSD）分别为0.4%～0.5%、1.3%～4.2%和0.2%～0.4%。（2）采用本方法测定FeSiB非晶合金薄带样品结果稳定，数据偏差均在允许范围内。硼的分析结果相对标准偏差较硅和铁的分析结果相对标准偏差大，这是由于硼是原子序数小于11的轻元素，硼的荧光产额比较低，所以用X射线荧光光谱仪测定硼本身就存在一定难度，相比而言硼的分析结果相对标准偏差会稍大一些。

图1 Si（a），B（b）和Fe（c）的校准曲线Figure 1 Calibration curves for Si（a），B（b）and Fe（c）.

表2 FeSiB非晶合金薄带样品分析结果Table 2 Analytical results for FeSiB amorphous alloy film samples（n＝10）/%

2.5 方法对比

根据2.1叙述的分析样品的分取方法，在同一炉号冶炼FeSiB合金的生产过程中，（1）在喷带前，用石墨取样模从熔炼的FeSiB合金中取出FeSiB合金块状样品，用磨样机研磨其分析表面后，送火花源原子发射光谱仪进行测定；（2）在喷制成的FeSiB非晶合金薄带上取出FeSiB非晶合金薄带样品，剪取面积为25mm×25mm薄片，用无水乙醇擦拭其分析表面后，送X射线荧光光谱仪进行测定；（3）同时在同一FeSiB非晶合金薄带样品上分取分析样品，用无水乙醇擦拭其表面并切成碎屑后，送化学重量法测定硅，电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICPAES）测定硼。其分析结果见表3和表4。

表3 No.090513FeSiB非晶合金薄带和FeSiB合金分析结果比较Table 3 Comparison of analytical results for No.090513FeSiB alloy block and FeSiB amorphous alloy film with different analysis methods /%

表4 No.090512FeSiB非晶合金薄带和FeSiB合金分析结果比较Table 4 Comparison of analytical results for No.090512FeSiB alloy block and FeSiB amorphous alloy film with different analysis methods /%

由表3、表4可见，方法的测定值与化学分析法和火花源原子发射光谱法的测定值一致。

3 结语

采用自制的FeSiB非晶合金薄带标准样品，在X射线荧光光谱仪上用单点法制作硅、硼和铁的校准曲线，通过实验选择最佳的分析条件，从而建立了X射线荧光光谱法快速测定FeSiB非晶合金薄带中硅、硼和铁的分析方法。本方法与用化学分析法和ICP-AES法测定FeSiB非晶合金薄带中硅、硼和铁相比，大大缩短了分析时间和降低了分析成本，同时圆满地解决了用火花源原子发射光谱法无法进行测定的问题。

本方法已用于FeSiB非晶合金生产过程中FeSiB非晶合金薄带中硅、硼和铁含量的快速测定。

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Rapid Determination of Silicon，Boron and Iron in FeSiB Amorphous Alloy Film by X-ray Fluorescence Spectrometry

WANG Yao，LI Yanping，FENG Shengya，LI Jianliang
（AdvancedTechnology＆MaterialsCo.，Ltd.，Beijing100081，China）

With self-made standard samples and single point method for drawing calibration curves，a method for the determination of silicon，boron and iron in FeSiB amorphous alloy film by X-ray fluorescence spectrometry was proposed.Under the optimum analytical conditions，the contents of silicon，boron and iron in four FeSiB amorphous alloy film samples were determined.The relative standard deviations（RSDs，n＝10）for silicon，boron and iron were 0.4%～0.5%，1.3%～4.2%and 0.2%～0.4%，respectively.The analytical results obtained by the proposed method were in good accordance with those obtained by spark source atomic emission spectormetry，chemical gravimetric method and ICP-AES.The method is rapid，simple without film sample preparation.Therefore，it can be used for the component analysis in FeSiB amorphous alloy film samples.

X-ray fluorescence spectrometry（XRF）；FeSiB amorphous alloy film；single point method；FeSiB alloy

O657.34；TH744.15

A

2095-1035（2015）04-0056-04

2015-06-02

2015-09-06

北京市科委技术研究项目（2012HW06H-PT）资助

王瑶，女，工程师，主要从事金属材料化学分析研究。E-mail：wangyao＠atmcn.com

＊通信作者：李艳萍，女，高级工程师。E-mail：liyanping＠atmcn.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2015.04.013