CN102128851A - X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法 - Google Patents

X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法 Download PDF

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X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法，其步骤如下：1)Y元素YKa谱线和X元素XLa谱线重叠，Y元素YKa谱线真实强度 I1 Y＝IY 测－I1 X；2)选取含Y元素不含X元素标准样品，根据Y元素百分含量Wi和测得Y元素真实荧光总强度Ii建立校准曲线，校准曲线公式： Wi＝a×Ii＋bY元素灵敏度 M＝1/a；3)含Y元素和X元素标准样品，计算YKa位置XLa重叠荧光强度 I1 X＝K×IXKA＝M×C谱线重叠校正系数K＝IY 测－M×C/IXKA；4)测得校正后Y元素谱线的荧光强度为真实强度 I1 Y＝IY 测－K×IXKA.。优点：降低了生产试验成本，并简化谱线重叠强度校正方法。

Description

X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法
技术领域
本发明创造用于X射线荧光光谱分析谱线重叠校正。
背景技术
谱线重叠和基体效应是影响X射线荧光光谱分析准确性的两个主要因素，当采用基本参数（FP）校正基体效应时，必须先对谱线重叠进行强度校正得到真实的荧光强度。现有的谱线重叠的强度校正是用纯元素方法测量谱线重叠校正系数，然后应用谱线重叠校正系数计算真实的荧光强度。这种方法存在的问题及不足如下：①在实际应用中有些元素很难制得纯金属，可得到的纯金属也都比较昂贵。②纯元素方法测得谱线重叠校正系数方法繁琐，应用于合金系统，当测量所用线系存在其它元素的吸收增强作用时，所测得的谱线重叠校正系数不能用。
发明内容
本发明创造的目的是提供一种求取谱线重叠校正系数时减少对纯金属的依赖，降低生产试验成本的X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法；本发明创造的目的是通过下述的技术方案实现的：X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法，其步骤如下：
1）、Y元素的YKa谱线和X元素的XLa谱线重叠，Y元素YKa谱线的真实强度  I1 Y＝IY 测－I1 X
式中：I1 Y－YKa位置Y元素的真实荧光强度
I1 X－YKa位置XLa重叠的荧光强度
IY 测－YKa位置得Y元素的荧光总强度，包括重叠元素谱线的强度
2）、选取含Y元素不含X元素的标准样品或生产中选取的样品，根据Y元素百分含量Wi和测得Y元素的真实荧光总强度Ii建立校准曲线，校准曲线公式   Wi＝a×Ii＋b
式中：a－校准曲线斜率
b－常数
Y元素灵敏度  M＝1/ a
式中：M－（kcps/%）是元素测量强度相对含量的变化率
3）、含Y元素和X元素的标准样品或生产中选取的样品，计算YKa位置XLa重叠的荧光强度  I1  X＝K×IXKA
式中：K－谱线重叠校正系数  K＝I1  X/ IXKA
依据公式  I1 Y＝IY 测－I1 X，IY 测＝I1 Y＋I1 X 则K＝IY 测－I1 Y/ IXKA
I1 Y的计算引入Y元素灵敏度M进行计算，I1 Y＝M×C
C为样品中Y元素的百分含量
谱线重叠校正系数K＝（IY 测－M×C）/ IXKA
4）、将谱线重叠校正系数K代入校正程序中，同时重新测量Y元素YKa谱线和X元素XKa谱线荧光强度，测得校正后Y元素谱线的荧光强度为真实强度  I1 Y＝IY 测－K×IXKA。
本发明创造的优点：避免使用昂贵纯金属，采用标准物质或生产中选取的样品，降低了生产试验成本。并简化谱线重叠强度校正方法，提高适用合金范围。
附图说明
图1是合金中谱线重叠示意图。
图中的：YKa
XKa
I1 Y－YKa位置Y元素的真实荧光强度
I1 X－YKa位置XLa重叠的荧光强度
IY 测－YKa位置得Y元素的荧光总强度，包括重叠元素谱线的强度
XLa－X元素L线系α谱线
IB1、IB2－为背景强度
IXKa－XKa位置测得的X元素的真实荧光强度。
具体实施方式
X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法，其步骤如下：
1）、Y元素的YKa谱线和X元素的XLa谱线重叠，Y元素YKa谱线的真实强度  I1 Y＝IY 测－I1 X
式中：I1 Y－YKa位置Y元素的真实荧光强度
I1 X－YKa位置XLa重叠的荧光强度
IY 测－YKa位置得Y元素的荧光总强度，包括重叠元素谱线的强度
2）、选取含Y元素不含X元素的标准样品或生产中选取的样品，根据Y元素百分含量Wi和测得Y元素的真实荧光总强度Ii建立校准曲线，校准曲线公式   Wi＝a×Ii＋b
式中：a－校准曲线斜率
b－常数
Y元素灵敏度  M＝1/ a
式中：M－（kcps/%）是元素测量强度相对含量的变化率
3）、含Y元素和X元素的标准样品或生产中选取的样品，计算YKa位置XLa重叠的荧光强度  I1  X＝K×IXKA
式中：K－谱线重叠校正系数  K＝I1  X/ IXKA
依据公式  I1 Y＝IY 测－I1 X，IY 测＝I1 Y＋I1 X 则K＝IY 测－I1 Y/ IXKA
I1 Y的计算引入Y元素灵敏度M进行计算，I1 Y＝M×C
C为样品中Y元素的百分含量
谱线重叠校正系数K＝（IY 测－M×C）/ IXKA
4）、将谱线重叠校正系数K代入校正程序中，同时重新测量Y元素YKa谱线和X元素XKa谱线荧光强度，测得校正后Y元素谱线的荧光强度为真实强度  I1 Y＝IY 测－K×IXKA。
实施例：
钢中磷P元素的定量分析方法，测量钢中磷元素时，先通过求取MO元素对磷P元素的谱线重叠校正系数K，然后应用谱线重叠校正系数K测量磷P元素真实荧光强度，采用基本参数（FP）法建立标准工作曲线。
①  仪器及工作条件
仪器：XRF－1800型X射线荧光光谱仪（日本岛津公司）
工作条件：X光管为铑靶X光管；X光管功率为4KW；仪器温度为35±0.5℃；真空气氛为小于15 Pa；氩甲烷气流为113.0 Kpa；内循环水电导率为0.07 uS；工作方式为样品盒旋转。
②  标准样品及试样制品
标准样品采用钢铁研究总院分析测试研究所研制的含钼、铜、铌、氮不锈钢系列光谱分析用标准样品（编号GSB 03-2028）和沈阳标准样品研究所研制的碳钢、中低合金钢光谱标准样品（编号GSBA68073-92），标准样品中磷P的标准值见表1。
表1标准样品中磷P的标准值和标准偏差
沈阳标准样品研究所GSBA68073
Figure 201010604338XA00800031
表1A标准样品中磷P的标准值和标准偏差
钢铁研究总院GSB 03-2028
Figure 201010604338XA00800032
用60号氧化锆砂带打磨试样表面,打磨后用无水乙醇擦洗打磨面。
③  分析条件
用XRF-1800型X射线荧光光谱仪实测PKa的峰位角和脉冲高度分布，PKa单点扣背景。具体分析条件见表2。
表2  分析条件 
Figure 201010604338XA00800041
④  谱线重叠
元素受到的谱线重叠主要包括同一线系或不用线系的一级重叠和高次线干扰.钢中磷P可能受到的重叠情况见表.3.
表3 钢中PKa的谱线重叠
Figure 201010604338XA00800042
高次线干扰通过脉冲高度分析（PHA）消除，Zr元素在钢中是微量杂质元素，ZrLa系线强度很低忽略不计。校正MoLa系线对的谱线重叠。
⑤  求取P元素灵敏度
采用沈阳标准样品研究所研制的GSBA68073不含Mo的钢标准样品01#、03#、05#、06#、07#，测量磷P元素荧光强度，建立P的校准曲线（Wi＝a×Ii＋b），其中a为0.168648, b为0.001215。灵敏度M为1/a，求得钢中P的灵敏度为5.93（kcps/%）。
⑥  测量计算MOLa对PKa的重叠校正系数
登记用钢铁研究总院分析测试研究所研制的含钼、铜、铌、氮不锈钢系列光谱分析用标准样品（GSB03-2028）中的PKa和MOKa的强度，应用求得的钢中P的灵敏度M计算MOLa对PKa的重叠校正系数K，结果见表4。
表4重叠校正系数K 
Figure 201010604338XA00800043
⑦  应用谱线重叠校正系数K，建立P元素标准工作曲线
将谱线重叠校正系数K代入校正程序中，同时重新登记PKa和MOKa的强度，然后采用基本参数法（FP）建立P的校准工作曲线，校准曲线方程为：
EI＝f×TInet＋G
式中：EI为估算的纯元素强度（kcps）
TInet为计算的理论强度（kcps）
f为灵敏度系数
G为常数
⑧   精密度试验
对10次测量结果进行统计，由数据可见，本试验方法测量重现性良好，结果见表5。
表5方法精密度 
Figure 201010604338XA00800051
⑨   准确度试验
用本法建立的P工作曲线分别分析抚顺钢铁研究所生产编号GSBA68001～GSBA68007的不锈钢的标准样品和钢铁研究院生产的GBW01395～01400中低合金钢标准样品,分析结果见表6。本方法与经化学法分析的标准值相吻合。
表6分析结果对比
抚顺钢研所GSBA68001～GSBA68007
Figure 201010604338XA00800052
表6A分析结果对比
钢研院GBW01395～01400
Figure 201010604338XA00800053
本发明具有的优点和效果
①使用现有标准样品或生产中选取样品即可求取谱线重叠校正系数,不需使用纯金属,降低生产试验成本.
②可广泛应用于各种元素谱线重叠校正系数求取,拓展X射线荧光光谱分析在金属材料化学成分分析上的应用.
③谱线重叠校正系数方法简单,求得校正系数准确,有效提高X射线荧光光谱分析精度。

Claims (1)

1.X射线荧光光谱分析谱线重叠校正方法，其步骤如下：
1）、Y元素的YKa谱线和X元素的XLa谱线重叠，Y元素YKa谱线的真实强度  I1 Y＝IY 测－I1 X
式中：I1 Y－YKa位置Y元素的真实荧光强度
          I1 X－YKa位置XLa重叠的荧光强度
IY 测－YKa位置得Y元素的荧光总强度，包括重叠元素谱线的强度
2）、选取含Y元素不含X元素的标准样品或生产中选取的样品，根据Y元素百分含量Wi和测得Y元素的真实荧光总强度Ii建立校准曲线，校准曲线公式   Wi＝a×Ii＋b
式中：a－校准曲线斜率
          b－常数
Y元素灵敏度  M＝1/ a
式中：M－（kcps/%）是元素测量强度相对含量的变化率 
3）、含Y元素和X元素的标准样品或生产中选取的样品，计算YKa位置XLa重叠的荧光强度  I1  X＝K×IXKA
式中：K－谱线重叠校正系数  K＝I1  X/ IXKA
依据公式  I1 Y＝IY 测－I1 X，IY 测＝I1 Y＋I1 X 则K＝IY 测－I1 Y/ IXKA
I1 Y的计算引入Y元素灵敏度M进行计算，I1 Y＝M×C   
C为样品中Y元素的百分含量
谱线重叠校正系数K＝（IY 测－M×C）/ IXKA
4）、将谱线重叠校正系数K代入校正程序中，同时重新测量Y元素YKa谱线和X元素XKa谱线荧光强度，测得校正后Y元素谱线的荧光强度为真实强度  I1 Y＝IY 测－K×IXKA。
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