在利用X射線熒光光譜儀分析物質(zhì)成分時,除了正確使用和操作X射線熒光光譜儀外,還需要制定合理、準(zhǔn)確的定量分析方法。定量分析是利用一定的實驗或數(shù)學(xué)方法,準(zhǔn)確地獲得未知樣品中元素的定量濃度數(shù)據(jù)。
定量分析的前提是保證樣品的代表性和均勻性。過分強調(diào)分析的準(zhǔn)確性,忽視樣本采集方法和采樣理論的研究與應(yīng)用,是不科學(xué)、不合理的。只有采集具有代表性的特征樣本,才能具有科學(xué)價值和現(xiàn)實意義。目前,抽樣理論的研究尚需進(jìn)一步探討。在這里我們主要關(guān)注如何保證定量分析方法的準(zhǔn)確性。
要做定量分析,需要完成三個步驟。首先,根據(jù)待測樣品和元素以及分析的準(zhǔn)確度要求,采用一定的樣品制備方法,保證樣品的粒度均勻、適宜;并通過實驗,選擇合適的測量條件,對樣品中的元素進(jìn)行有效的激發(fā)和測量,然后用一定的方法得到凈峰強度,在此基礎(chǔ)上用一定的數(shù)學(xué)方法對元素進(jìn)行定量測量,計算分析物濃度。
1、獲得光譜峰的凈強度
要獲得待測元素的濃度,必須準(zhǔn)確測量待測元素光譜峰的凈強度。凈峰值強度等于峰值強度減去背景。
雖然實際背景是指當(dāng)分析物為零時,在與分析元素相對應(yīng)的能量或波長處測得的計數(shù),但由于背景取決于基質(zhì)成分,因此不實用。因此,使用沒有分析物的所謂“空白”樣品測量背景并用于背景校正是危險和不正確的。
當(dāng)峰背比大于10時,背景效應(yīng)很小。在這種情況下,最好的計數(shù)方法是峰值計數(shù)時間大于背景計數(shù)時間。當(dāng)峰背比小于10時,背景影響較大,需要準(zhǔn)確扣除。
2、干擾校正
當(dāng)樣品中被測物存在分析譜線重疊時,可用比例法扣除干擾。對于復(fù)雜系統(tǒng),需要通過解譜或擬合來消除干擾。
3、濃度計算
扣除背景和干擾,求出分析元素的凈峰強度后,建立分析線強度與標(biāo)準(zhǔn)樣品中分析組分濃度之間的強度-濃度定量分析方程。該方程可用于未知樣品的定量分析。
對于簡單的體系,如基體效應(yīng)可以忽略的薄樣品或在一定條件下的微量元素分析,可以在峰凈強度與濃度之間建立簡單的線性或二次方程。對于地質(zhì)樣品等復(fù)雜體系中的主、次、微量元素的分析,需要進(jìn)行基體校正才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。
X射線熒光光譜法的特點是制造工藝簡單,但需要復(fù)雜的基體校正才能獲得定量分析數(shù)據(jù)。XRF分析的最大局限是依賴標(biāo)準(zhǔn)樣品。