用X射线荧光光谱法非破坏测定多元合金薄膜的组分和厚度

本文用X射线荧光光谱法,不破坏样品,测定三元合金薄膜的组份。此法无需制备任何相似的固体标样或纯元素的块状标样,而是利用含已知组份的滤纸片作为标样。滤纸片标样制作简便、快速,并且能长期稳定。由薄膜中元素所发出的特征X射线强度与其面密度之间的一组联立方程解出薄膜成份,利用衬底中元素的特征X射线强度随膜厚增大而衰减的定量关系确定膜厚。利用本文的方法可以同时测定薄膜的成分和厚度。 关键词：     

原级X射线谱强度分布的定量测定

本文提出了衍射或荧光分析用的X射线管原级X射线谱强度分布的定量测定方法。在带有正比、闪烁计数管的衍射仪上用LiF分光晶体进行展谱测定。实验测定强度经校正计算还原为X射线管窗口处的强度。对荧光X射线管还应测定几个射线束方向的原级谱加以平均求得有效原级谱。分析了原级X射线谱数据的误差及其对基本参数法等实际应用的影响。 关键词：     

ICP-AES、石墨炉原子吸收光谱法及X射线荧光光谱法测定土壤中钒的比较

研究了土壤中钒的3种测定方法,ICP-AES、石墨炉原子吸收光谱法和X射线荧光光谱法.其中ICP-AES选用谱线V 311.1nm,用干扰系数法,干扰系数用多个土壤标样的标准值和测定值的最小二乘法来确定;石墨炉原子吸收光谱法用新、旧石墨管(热解涂层),加与不加基体改进剂(硝酸镁)分别进行测试;X射线荧光光谱法样品无需前处理、无需做校准曲线,测定前仪器用自带校正钢片单点法进行校正.通过测试结果的比较得出:ICP-AES测定土壤标样中的钒,精密度高,准确度好,适合土壤中钒的实验室分析;石墨炉原子吸收光谱法灵敏度过高(高一个数量级),信号稳定性较差,对高温元素钒的测定最好加硝酸镁机体改进剂消除基体干扰且每只石墨管分析次数不超过100次;X荧光光谱法较适合于野外监测或土壤样品无损检测,操作方便快速.     

X荧光分析中基本参数法和理论α系数法的结合——一种可行的实践方法

一、概述在X荧光分析实践中,基本参数法和理论α系数法各有优缺点。前者完全基于从严格理论推导的X荧光强度公式,当样品和标样的组成相差较大时一般仍能给出较好的结果。其缺点是运算周期长,分析效率较低,特别是当标样和样品组成相差较大时,把相对强度作为浓度初值与真值相差甚远,这势     

用NBSGSC计算机程序和单标样的理论α系数法分析结果

引言过去30年,人们在X射线荧光分析中试用了各种校正元素间影响的计算方法。其中所谓的“经验系数法”需要相当数量的优质标样。而所谓的“基本参数法”原则上仅需纯元素标样或单只多元标样。纯元素标样有时难以得到,而且受到所用物理常数和参数(包括质量吸收系数,荧光产额,吸收边跃迁比,原级光谱和几何因子等)不准确性的严重影响,在多数情况下结果甚差。除非手头没有多元标样,一般在基本参数法中不宜使用。而单只多元标样则可消除或减小理论的不完善性以及基本参数的不准确性,因而在基本参数法中更为可取。     

X射线荧光分析中的基本参数法——基本参数对分析结果的影响

Criss等提出的基本参数法已成为X射线荧光分析中用数学方法校正元素间吸收-增强效应的三个主要方法之一,且是其中另一方法即基本参数法和影响系数法相结合的方法的基础。因此,近年来对基本参数和基本参数法的研究受到广泛的重视。对于某些样品的测定,基本参数法的相对误差约为1—2%,这主要来源于基本参数测定的不准确性。我们曾讨论了质量吸收系数和钨靶的不同原级X射谱对一些试样分析结果的影响。为了进一步弄清基本参数法及由基本参数法计算的理论影响系数,本文对近年     

多元合金的无标样能量色散X射线荧光分析

本文在能量色散X射线荧光分析系统的效率刻度及散射修正的基础上,用基本参数法对多元合金进行无标样X射线荧光分沂。分析结果表明,对于主成分元素,分析误差约为2%,对于次成分元素,误差低于10%。     

X射线荧光分析中谢尔曼方程逆问题的求解(理论影响系数法和基本参数法)

本文首先在理论分析基础上,建立多元素样品的重量分数Ci、X射线荧光相对强度Ri与基体效应因子Fi的代数关系.然后,按照此关系导出两种求解谢尔曼方程逆问题的方法,即理论影响系数法和基本参数法.并用这两种方法分析了6个耐热钢标样,主量、常量元素的平均相对分析误差＜0.5%,对低含量轻元素Si、P、S的分析也取得良好的结果.     

能量色散X射线荧光分析中改进型基本参数法研究

能量色散X射线荧光分析方法是目前常用的一种多元素分析方法,但该方法检出限和分析精度,受到分析基体的影响。基本参数法是目前一种常用的分析方法,但在使用过程必须获取净峰面积和基体所有成分,而在实际使用时,尤其在分析低含量样品时,净峰面积计算、基体中“暗物质”影响了测量精度,制约了基本参数法的应用。针对基本参数法的不足,将谱线解析方法与基本参数法融合,将重叠峰剥离过程嵌入基本参数法迭代过程中。在含量计算过程中,采用分析样品特征X射线分支比的理论系数,对重叠峰进行剥离,解决能量色散X射线荧光测量中净峰面积计算和定量分析问题;在计算过程中,对“暗物质”进行均一化处理。通过对标准物质测量分析,结果表明对于Ni,Cu,Zn三个元素改进型基本参数法(改进型FP)测量结果准确度高于影响系数法。     

X射线荧光光谱中散射效应对荧光强度的贡献研究

采用理论计算和实验测定的方法研究了在纯元素样品、BaB二元样品及熔融片样品中三种散射效应对荧光强度的贡献(包括相干散射X射线激发的荧光强度、非相干散射X射线激发的荧光强度以及其他方向的一次荧光X射线被散射进探测方向的强度)大小及其变化规律。研究结果表明,三种散射效应对荧光强度的贡献大小与所研究元素原子特征谱线的能量及样品的基体有关,元素原子的特征谱线能量越高,散射效应对荧光强度的贡献越大;轻基体样品中散射效应对荧光的贡献比重基体样品大。实验证明,将散射效应包括在基本参数法的理论计算中可以有效地提高理论计算的准确度。     

钇,钡,铜超导薄膜的非破坏测定

本文配合阶段性薄膜制备工艺,用有限厚度范围内的转换因子法及模拟薄膜标样的基本参数法,X-射线荧光光谱非破坏测定钇、钡、铜超导薄膜。经我们实验,它们与破坏法ICP相比,A_((Ba/Y))克原子比的平均绝对偏差分别为0.15与0.065,A_((Cu/Y))克原子比的平均绝对偏差分别为0.14与0.088,模拟薄膜标样的基本参数法优于转换因子法。作者还对薄膜试样非破坏测定中的标样选用进行了探讨。     

X射线荧光光谱检测多层薄膜样品的增强效应研究

研究了X射线荧光光谱检测多层薄膜样品的增强效应。根据多层膜中的X荧光强度理论计算公式编写了计算机程序,并计算了Zn/Fe和Fe/Zn双层膜样品中不同薄膜厚度时Fe Kα的一次荧光强度、二次荧光强度、二次荧光与一次荧光强度比以及二次荧光在总荧光强度中比例。研究发现,在多层膜样品的X射线荧光分析中,激发条件不变的情况下,元素谱线的一次荧光相对强度、二次荧光相对强度和二次荧光在总荧光强度中所占比例都随薄膜厚度及位置的变化而变化。当Fe和Zn层厚度相同时,随厚度的变化,对于Fe/Zn样品,Fe Kα二次荧光强度占总荧光强度最高为9％,而对于Zn/Fe样品这一比例最高可达35％。     

X射线荧光分析中谢尔曼方程逆问题的求解（理论影响系数法 …

本文首先在理论分析基础上,建立多元素样品的重量分数Ｃｉ、Ｘ射线荧光相对强度Ｒｉ与基体效应因子Ｆｉ的代数关系。然后,按照此关系导出两种求解谢尔曼方程逆问题的方法,即理论影响系数法和基本参数法。并用这两种方法分析了６个耐热钢标样,主量、常量元素的平均相对分析误差〈０．５％,对低含量轻元素Ｓｉ、Ｐ、Ｓ的分析也取得良好的结果。     

硬X射线微束掠入射实验的控制和数据采集系统及其应用

在国内发展了硬X射线微束掠入射实验方法,并将此具有微米级高空间分辨率的方法应用于纳米厚度薄膜的微区分析。该实验方法对分析样品表面或薄膜在微小区域的不均匀组分、结构、厚度、粗糙度和表面元素化学价态等信息具有重要意义。基于X射线全反射原理,以微聚焦实验站的高通量、能量可调的单色微束X射线为基础,通过集成运动控制、光强探测、衍射和荧光探测,设计了掠入射实验方法的控制和数据采集系统。此系统采用分布式控制结构,并基于Experimental Physics and Industrial Control System （EPICS）环境设计SPEC控制软件。通过建立SPEC和EPICS的访问通道,实现SPEC软件对EPICS平台上设备的控制和数据获取。在所设计的控制和数据采集系统中,运动控制系统控制多维样品台电机的运动,实现定位样品位置和调节掠入射角;光强探测系统则监测样品出射光强度,通过样品台运动控制和光强探测的联控,实现样品台的扫描定位控制;通过衍射和荧光探测系统获取不同入射深度下样品的衍射峰强度和荧光计数。此外,为准确控制掠入射角角度,必须确定样品平面与X射线平行的零角度位置,对此给出一种自动定位零角度的方法,编写了该方法的控制算法,设计了相应的控制软件。零角度自动化定位的扫描结果表明,实验系统微区分析的空间分辨率达到2.8 μm,零角度定位精度小于±0.01°。利用该系统在上海光源微聚焦实验站首次实现了具有自动化准确控制零角度的微束掠入射X射线衍射和荧光同步表征的实验方法,实验中被测样品为10 nm Au/Cr/Si薄膜材料,Si基底最上层为10 nm厚的Au薄膜,其间为一层很薄的Cr粘附层。在不同掠入射角下测量样品的衍射信号,获取不同入射深度下样品的衍射峰强度,并实现在同一掠入射角下,同步采集样品的荧光计数信号,从而确定了样品表层的相结构信息以及荧光信号强度与入射角关系,实现了对纳米厚度薄膜在微小区域的相结构和组分分析。此外,通过该技术能够选取荧光计数最大值对应的入射角度,有助于提高后续发展的低浓度样品掠入射X射线吸收近边结构实验方法的信噪比。     

Comparison of the quantitative results corrected by fundamental parameter method and difference calibration specimens in X-ray fluorescence spectrometry

Three kinds of standard specimens, including low-alloy steels (Japanese iron and steel CRM), glass from NIST and Chinese geological reference materials were analyzed by wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry as unknown samples. The fundamental parameter method was used to correct the matrix effect and different specimens including pure element specimens and type specimens were employed as calibration samples. The quantitative results were compared in order to study the influence of calibration samples on the accuracy of quantitative results. The study showed that the fundamental parameter method could correct the matrix effects very well and relatively accurate quantitative results could be obtained, corrected by simple specimens, in case of type calibration specimens’ absence.     

薄膜特性的掠发射X射线荧光分析

掠射X射线荧光分析技术是实验室分析薄膜特性的一种重要工具。文章简述了利用掠出射X射线荧光技术分析薄膜厚度的原理和方法,介绍了一种可在实验室里实现薄膜特性测试的掠发射X射线荧光分析装置,该装置采用波长色散方式结合超薄窗流气正比计数管,可实现对轻元素的探测。最后从理论上计算了Si片上不同厚度的几种单层薄膜的X射线荧光强度和掠出射角的依赖关系。证明了掠发射X射线荧光分析是一种精确的分析薄膜厚度等特性的方法。     

高压覆膜制样X射线荧光光谱法测定土壤和水系沉积物中的氯研究

氯是化探样品分析中的重要元素,而X射线荧光光谱法是测定卤族元素的重要技术手段。已有研究表明,X射线荧光光谱法在测定氯时,同一样片中氯的测定值随重复测定次数的增加而逐渐增大或减小。采用高压覆膜制样技术制片,测定土壤和水系沉积物中的氯,氯（24～40 000 μg·g-1）校准曲线的相关系数明显改善,RMS（均方根）由未贴膜的0.009 63,改善为贴膜后的RMS 0.001 98。氯的检出限由未贴膜的30 μg·g-1,改善为贴膜后的21 μg·g-1。且高压覆膜制样,同一样片连续测定10次,还是10 d内隔天测定1次,氯的测定值都保持不变或略有下降。从抽真空时间,X光管应用功率,烘样和不烘样,氯元素存在形式等角度解释了氯的测定值随重复测定次数的增加而逐渐增大或略减小的原因。高压覆膜制样,样品表面的聚酯膜,可以阻止在抽真空过程中氯随水分向样片表面迁移扩散或分解损失。高压未覆膜的样片在测定过程中,因样片表面吸附了水及空气分子,因而随抽真空时间的增加及解吸附作用,真空度下降明显,氯的强度变化明显。而高压覆膜样片在测定过程中,真空度下降不明显,氯的测定值基本不变或略有下降。高压制样（1 600 kN）可以将不同类型的地质样品压制成型,高压覆膜制样技术,完全消除了粉尘效应,对下照射的X射线荧光光谱仪具有重要意义。测过的样片可以重复测定氯,标准样片可长期保存,避免了标准样品的浪费。用该方法可以准确测定土壤和水系沉积物中32个组分。该样品制备方法也适用于测定其他难以成型的样品及其荧光强度由于真空和长时间辐射而强度变化的元素分析。     

同步辐射X射线荧光光谱国内外研究进展

同步辐射光源是带电粒子在加速器储存环中以接近光速的速度运动时,沿轨道切线方向发射出的辐射,同步辐射X射线荧光分析（SR-XRF）是以同步辐射X射线作为激发光源的X荧光光谱分析技术。同步辐射X射线荧光分析包括了用于微区及微量元素分析的同步辐射XRF、用于表面及薄膜分析的同步辐射全反射X射线荧光（SR-TXRF）以及用于三维无损分析的同步辐射X射线荧光扫描和成像方法（如X射线荧光CT、X射线荧光全场成像、共聚焦X射线荧光和掠出射X射线荧光等）。X射线荧光光谱法通过测量元素的特征X射线发射波长或能量,识别元素,该方法首先通过测量发射的特征线强度,然后将该强度与元素浓度联系起来,对给定元素进行量化分析。X射线荧光光谱技术可以进行多元素同时分析,同步辐射X射线荧光谱亮度高,可调谐,相干性、准直性及偏振性好,可以用于分析样品元素的含量和空间分布。近些年来随着新光源技术的使用、分析软件的更新换代和定量分析方法的发展,对同步X射线荧光光谱分析产生了极大促进,采用新型X射线光学元件和探测器,能极大提升分辨率和探测效率,促进相关学科应用的发展。介绍了近几年来国内外同步辐射X射线荧光光谱分析技术及其应用发展状况,给出了国内外比较典型的同步辐射X射线荧光光谱分析光束线站最新技术方面的发展概况,并列举了一些典型应用成果,例如在生物医学、环境科学、地质考古、材料科学和物理及化学等领域的应用。对于本领域及相关领域的专家学者了解国内外同步辐射技术发展现状、应用研究成果具有一定的参考意义。     

X射线荧光光谱法测定混合稀土氧化物中稀土分量

建立了X射线荧光光谱法测试稀土氧化物中稀土分量的方法,讨论了样品制作方法,提出用聚四氟乙烯制作样品底座,分析试液1 mL滴入样品底座的吸附滤纸上,烘箱或红外灯下烘干,6 μm聚脂薄膜扣住测量,样品底座不吸附试样,吸附滤纸的位置及平整性由于内标的补偿不影响分析结果的准确性,初步探讨了薄试样的基体效应,测试的稀土含量范围为:La2O3 0.01%～50%,CeO2 0.01%～15%,Pr6O11 0.01%～12.5%,Nd2O3 0.01%～40%,Sm2O3 0.01%～40%,Eu2O3 0.01%～10%,Gd2O3 0.03%～40%,Tb4O70.01%～5%,Dy2O3 0.05%～10%,Ho2O3 0.01%～4.5%,Er2O3 0.01%～8%,Tm2O3 0.01%～2%,Yb2O3 0.01%～8%,Lu2O3 0.01%～1.5%,Y2O3 0.5%～80%,测试结果与外检吻合.方法易于操作,重现性好,适应范围广,测试了大量其他物料成分,可满足定量分析要求,已作为常规分析手段.     

改进型GMDH网络在便携式X射线荧光分析仪中的应用

在能量色散X荧光分析技术中,常用基本参数法、 经验系数法、 人工神经网络等方法建立计数率和元素含量之间的物理模型,此外,GMDH(group method of data handing)作为一种新型的处理复杂非线性问题的方法,被大量理论和实验证明优于大部分的计算统计方法。GMDH是一种自组织学习的前馈型网络,自动筛选并在训练过程中确定其结构,对GMDH进行改进并对结果进行定量预测,参考值与预测值的相对误差在5%以内,方法简洁、 合理、 可靠。