基本参数法分析校正铅黄铜合金X荧光中的基体效应

周云泷 赖万昌 辜瑞秋 祝美英

摘 要：文章介绍了基本参数法的原理和公式，利用Vc编写计算机程序，对铅黄铜合金中主量元素Cu、微量元素Zn、痕量元素Pb的含量进行分析。实验表明此方法能有效校正铜、锌、铅之间的吸收增强效应，得到较为满意的分析结果，试样中Cu、Zn、Pb元素含量的平均相对误差分别为1.04%、4.24%、8.69%。

关键词：铅黄铜合金；基本参数法；吸收增强效应

近年来，便携式X荧光分析仪在铅黄铜合金分析领域应用日益广泛。但是由于其分析元素之间的基体效应，特别是元素间的吸收增强效应，使得分析结果往往不能满足要求。基本参数法校正元素间吸收增强效应[1，2]，其特点是只需要少量标样甚至不需要标样就可以测量出待测样品中各元素组份的含量，可以进行快速、无损、多元素的测量，广泛应用于各行各业。

文章探讨使用便携式X射线荧光分析仪直接测量铅黄铜合金，采用基本参数法校正合金中的吸收增强效应，得到较好的分析结果。

1 基本参数法原理和公式

X射线荧光光谱分析中的基本参数法主要是用理论计算强度逼近实际测量强度，从而使待测样中各元素的浓度估计值逼近真实浓度值的过程。由于三次X射线荧光强度对整个荧光强度贡献很小而且计算过程过于复杂，因此可以忽略，一次、二次荧光的理论强度计算公式[3，6]如下：

由于各個参数和几何因子的数值不可能完全确定存在一定的误差，为了减少误差，文章采用X射线的相对强度代替绝对强度：

其中：Ii为待测元素的强度；

I（i）为纯元素计算强度；

Ri_ms、Ri_ms分别为相对强度的实际测量值和理论计算值；

ms中I（i，s）为标样中实际测量强度值；

cal中I（i，s）为标样中理论计算强度值；

欲从测量的相对强度中得到待测样品的各组分含量，其计算过程如下：

（1）根据公式（4）测得各组份的相对强度Ri_ms；

（2）以各组份测得的相对强度为初始浓度Ci，将Ci归一化；

（3）用归一化后的 来计算出各组份的理论相对强度Ri_cal；

（4）将实际测量的相对强度Ri_ms和 理论计算的相对强度Ri_cal，进行双曲线三点内插值C'=；

（5）若满足收敛条件：C'-Ci？燮±0.05%，输出C'的值。若不满足再重复步骤（3）、（4）。

2 实验

2.1 实验仪器

本实验采用成都中福科技有限公司生产的IED-2000T型手持式多元素快速分析仪。该仪器使用进口EDiX-III型X射线管作激发源。使用Si-PIN探测器，200厚的Be窗，灵敏区为7mm2*450？滋m，对55Fe（5.9keV X射线）的能量分辨率（FWHM）为165eV。

2.2 实验方法

本实验采用自制的饱和厚度合金试样，由铜粉、锌粉和铅粉组成，为了消除颗粒度的影响均磨成200目，均匀研磨每个待测试样直到整个表面变得光滑，然后用高压气枪进行清洗，最后压制成样。测量试样中各组份元素的特征X射线，单个样品测量3次，单次测量时间为100s，管电压28keV试样对X射线入射角和出射角都为45度，去除掉一些很异常的数据之后将剩下的值平均。利用VC开发平台，编写基本参数法计算程序，输入对应元素特征X射线荧光强度和其他必要的系数和几何因子，最后通过迭代计算得到待测样中各元素的含量。计算中所需要的各元素的质量吸收系数采用文献[7]中的相关公式计算得到；各元素的激发因子采用文献中的计算公式[4，5]计算得到。

基本参数法的关键在于计算理论相对强度，它会直接影响到该方法对基体效应校正的准确度。

3 实验结果

根据表1中得到的测量Ri_ms和计算Ri_cal的理论相对强度，由计算步骤（4）的迭代公式可以得到最终的分析结果如表2、3、4。

由表2、3、4中可以看到分析值与推荐值结果基本一致，主量元素平均相对误差为1.04%，微量元素的平均相对误差为4.24%，痕量元素的平均相对误差为8.69%，铅元素的平均相对误差稍微偏大，其原因主要为程序对样品的分析过程中只考虑了L？琢的影响，没有考虑L？茁以及M系各线的影响。但总体来说，利用基本参数法校正铅黄铜合金是可以达到要求的。

4 结束语

研究结果表明，基本参数法能够很好的校正铅铜合金中元素的吸收增强效应，用这个方法计算得到的值与配制的合金样品含量值基本一致。使用基本参数法分析样品时，具有快速、无损、准确度高等特点，只需要少量样品甚至不需要样品，实现无标样分析测量。

参考文献

[1]戴振麟.能量色散X射线荧光分析基本参数法研究[J].核电子学与探测技术，2008，28（1）.

[2]倪新蕾.用基本参数法无损分析合金样品[J].核技术，1986（10）.

[3]谭秉和.X射线荧光分析中谢尔曼方程逆问题的求解[J].光谱学与光谱分析，2000，20（3）：399-401.

[4]吉昂.X射线荧光光谱分析[M].北京：科学出版社，2003.

[5]卓尚军.X射线荧光光谱的基本参数法[M].上海：上海科学技术出版社，2010.

[6]Sherman.THE FUNDAMENTAL ALGORITHM：A NATURAL EXTENSION OF THE SHERMAN EQUATION PART I：THEORY[J]. The Rigaku Journal， 1998（number1）.

[7]de Boer D K G. Fundamental Parameters For X-Ray Fluorescence Analysis[J].spectorchim，1989（44B）：1171-1190.

作者简介：周云泷（1989-），男，重庆垫江人，成都理工大学核能与自动化学院硕士研究生。