唐一鸣 新进仪器 X射线荧光分析 仪 EDX 18008 技术测试与评测.

Presentation on theme: "唐一鸣 新进仪器 X射线荧光分析 仪 EDX 18008 技术测试与评测."— Presentation transcript:

1 唐一鸣 新进仪器 X射线荧光分析 仪 EDX 18008 技术测试与评测

2 仪器介绍 实验中心2015年最新购置 元素分析范围从硫到铀 出场配置只能做ROHS检验 为物理系开发了X-ray软件

3 亟需解决的问题 仪器定标及工作曲线的确定 仪器的元素精密程度的标定 教学实验的开发

4 评测结果 仪器的测光系统灵敏度、精确度较好。（新的仪器，技术上是过关的）
总结 评测结果 仪器的测光系统灵敏度、精确度较好。（新的仪器，技术上是过关的） 仪器对重金属元素的标定较准确，其他元素采用过少或分布不均的标定点 ，需要重新标定。 仪器的软件开发有很大问题，为复旦大学专门开发的XFS软件功能极不完 备。

5 X射线荧光光谱适用于分析原子序数较大的重元素
仪器工作原理 X射线荧光 竞争 几率 Auger效应 荧光辐射 Z<11的元素； 重元素的外层空穴 ； 重元素内层空穴 ；K, L层； X射线荧光光谱适用于分析原子序数较大的重元素

6 波长色散型谱仪 X射线管：钨靶；铬靶 检测器：闪烁计数器；单道分析仪 精度强依赖于分光晶体 靶材的原子序数越大， X光管压越高，
仪器工作原理 波长色散型谱仪  X射线管：钨靶；铬靶 靶材的原子序数越大， X光管压越高， 连续谱强度越大。 检测器：闪烁计数器；单道分析仪 精度强依赖于分光晶体

7 仪器工作原理 能量色散型谱仪 无分光系统 无高次衍射干扰 用量少，检出限低 灵敏度高出2～3个数量级 可同时测定样品中几乎所有元素

8 元素定性分析 元素特征谱线 不同元素的同名谱线 Mo(Z42) Kα1 Kα2 Kβ1 Kβ2 Kβ3 强度比 100 50 14 5 7
计算方法 元素定性分析 元素特征谱线 Mo(Z42) Kα1 Kα2 Kβ1 Kβ2 Kβ3 强度比 100 50 14 5 7 不同元素的同名谱线 Mo(Z42) Fe (Z=26) Cu (Z=29) Ag (Z=49) Kα1 / Å 1.936 1.540 0.559

9 元素定性分析 干扰线 干扰排除 邻近元素的同一线系（K, L, M）的一级线互相重叠 不同线系的一级线的互相重叠 选择无干扰的谱线为分析线
计算方法 元素定性分析 干扰线 邻近元素的同一线系（K, L, M）的一级线互相重叠 Z从22（Ti） 到 27（Co）的 ZKα 到（Z-1）Kβ 波长相差0.003纳米 不同线系的一级线的互相重叠 As Kα（0.1177纳米）与Pb Lα（0.1175纳米） 干扰排除 选择无干扰的谱线为分析线 若干扰线的激发电位高，则选择较低的工作电压 设置适当的道宽

10 元素定量分析 原理：元素浓度与相应信号强度正相关 标定方法：标准曲线法，增量法，内标法 多元素分析：真实浓度＝（表观浓度）×（校正因子）
计算方法 元素定量分析 原理：元素浓度与相应信号强度正相关 标定方法：标准曲线法，增量法，内标法 多元素分析：真实浓度＝（表观浓度）×（校正因子）

11 标样评测 技术评测 仪器允许误差 ppm < 100时： ppm > 100时： 含量 / _ Br Cd Hg Pb Cr 1
含量 / _ Br Cd Hg Pb Cr 1 935.68 36.31 232.22 177.18 207.02 2 918.24 31.05 232.66 158.63 209.95 3 924.33 31.72 231.17 161.16 200.01 平均 926.08 33.03 232.02 165.66 205.66 标定值 912.00 24.00 191.00 149.00 211.00 绝对偏差 14.08 9.03 41.02 16.66 -5.34 相对偏差 1.54% 37.61% 21.47% 11.18% -2.53% 结果 通过 不通过 仪器允许误差 ppm < 100时： ppm > 100时：

12 用2～4个数据点生成标准曲线，不可能去谈“准确性”！
技术评测 标准曲线 Hg Pb 用2～4个数据点生成标准曲线，不可能去谈“准确性”！

13 技术评测 基体效应

14 基体效应的矫正方法 真实浓度＝（表观浓度）×（校正因子） 减小或稳定这个变量的一种途径是保持这个校正因子接近1 限定浓度范围、加吸收剂……
技术评测 基体效应的矫正方法 真实浓度＝（表观浓度）×（校正因子） 减小或稳定这个变量的一种途径是保持这个校正因子接近1 限定浓度范围、加吸收剂…… 补偿校正因子的变化：内标法…… 计算校正因子

15 基体效应的矫正方法 经验影响系数法 基本参数法 标样 试样 加上其它元素对测量元素的影响，即α影响系数 技术评测 理论强度 灵敏度 实验强度
实验浓度 试样 实验强度 理论强度 误差允许？

16 元素：Cr，Bi，Ca，Cu，Fe，K，Mn，Zn
技术评测 标准曲线分类 及 应对方法 数据点 > 5 个，分布较均匀 元素：Cr，Bi，Ca，Cu，Fe，K，Mn，Zn Fe Cr 建议：采用仪器给出的标准曲线直接测量

17 标准曲线分类 及 应对方法 数据点呈现不均匀分布，有疏远点 Bi Ba 建议：严格控制仪器标准曲线可以准确测量的浓度区间
技术评测 标准曲线分类 及 应对方法 数据点呈现不均匀分布，有疏远点 元素：Ag，As，Ba，Bi，Ni，Pb Bi Ba 建议：严格控制仪器标准曲线可以准确测量的浓度区间

18 标准曲线分类 及 应对方法 数据点呈现不均匀分布，有疏远点 ＝ 点距离因子 ＝ 定义： 若 则排除该点，不作为参考标准。 Ag As Ba
技术评测 标准曲线分类 及 应对方法 数据点呈现不均匀分布，有疏远点 点与相邻点的距离 定义： 点距离因子 ＝ ＝ 相邻点与次相邻点的距离 若 则排除该点，不作为参考标准。 Ag As Ba Bi Ni Pb 下限 上限 113 91 118 72 63 254

19 技术评测 标准曲线分类 及 应对方法 数据点很少或分布很不均匀 Hg 建议：自行配制标样，重新标定

20 管理员账户的其他权限 峰标识信息的更多设置 程序自动执行求得峰面积： 27.6 （紫色部分） ＋27.2％
功能开发 管理员账户的其他权限 峰标识信息的更多设置 峰面积的边界信息 程序自动执行求得峰面积： 27.6 （紫色部分） ＋27.2％ 采用”梯形法“去除背景求得峰面积： 21.7 程序自动执行求得峰面积： 9.2 （紫色部分） ＋29.6％ 采用”梯形法“去除背景求得峰面积： 7.1

21 管理员账户的其他权限 多峰拟合的更多设置 金万年笔帽 功能开发 元素 强度 含量(ppm) 误差(ppm) Cd 0.01303 14.51
0.63 Hg 12.91 1.49 Pb 10.75 0.87

22 功能开发 程序底层破解 获取峰强度－道数图像数据

23 可以运行的教学实验 矿物中重金属元素的含量测定 化妆品中有害成分的测定 饮料中色素、调味剂的测定和配制 纸张厚度的测量 失败 成功
教学实验设计 可以运行的教学实验 矿物中重金属元素的含量测定 失败 矿物需要磨成粉 可以采用先有标准样品 化妆品中有害成分的测定 成功 可以自己配制标准样品，绘制标准曲线加以测定 饮料中色素、调味剂的测定和配制 成功，但难喝… 色素中大都含有 Na，Cl等原子，可以用标准加入法精确测定 部分无良厂家的饮料纯粹用色素、调味剂配制，可以测定后自己配制 纸张厚度的测量 成功 纸张上叠放放射源（其实标准样品即可），测量强度衰减

24 感谢