X熒光分析儀的基體效應(yīng)的種類與分析

在X射線熒光分析中，隨著高度精密、穩(wěn)定儀器的出現(xiàn)與發(fā)展，基體效應(yīng)已成為元素定量測定中分析誤差的主要來源。所謂基體效應(yīng)，全面說來，是指樣品的基本化學(xué)組成和物理-化學(xué)狀態(tài)的變化，對分析射線強(qiáng)度所造成的影響。樣品的基本化學(xué)組成，通常指包括分析元素在內(nèi)的主量元素；樣品的物理-化學(xué)狀態(tài)，則應(yīng)包括固體粉末的粒度、樣品表面的光潔度或粗糙度、樣品的均勻性以及元素在樣品中存在的化學(xué)態(tài)等。因此，基體效應(yīng)大致上可以分為兩類：

 1)吸收與激發(fā)(增強(qiáng))效應(yīng)

① 原級入射線進(jìn)人樣品時(shí)所受的吸收效應(yīng)；

② 熒光譜線出射時(shí)受樣品的吸收或分析元素受樣品中其它元素的激發(fā)效應(yīng)；

③ 第三級的激發(fā)效應(yīng)。

以上各級吸收和激發(fā)效應(yīng)，都隨著樣品基體化學(xué)組成的差異而發(fā)生變化。

 2)其它物理化學(xué)效應(yīng)

① 樣品的均勻性、粒度和表面效應(yīng)；

② 化學(xué)態(tài)的變化對分析線強(qiáng)度的影響。

以上兩類物理-化學(xué)效應(yīng)，尤其是前者，時(shí)常也會(huì)給分析線強(qiáng)度的測量帶來重大誤差。

一、吸收與激發(fā)效應(yīng)

對一給定元素的某一吸收限的短波側(cè)，質(zhì)量衰減系數(shù)pm迅速地隨著波長λ的增加而變大，根據(jù)式μm=Kλm及勒魯?shù)难芯拷Y(jié)果，對于若干主要譜系，在0.18-10A的波段，λ的冪值m變化在2.1~2.8之間。因此越是接近吸收限短波側(cè)的譜線，所受的吸收或衰減就越大。而且，對一譜系，由于km隨的變化是連續(xù)的，故在樣品中發(fā)生的吸收與激發(fā)效應(yīng)亦隨譜線的波長而連續(xù)地變化，直到波長增加到某一吸收限，質(zhì)量衰減系數(shù)pm才發(fā)生陡然的變化。

在吸收和激發(fā)效應(yīng)中，主要的是，原級入射線進(jìn)入樣品時(shí)所受到的吸收效應(yīng)和熒光譜線出射時(shí)受樣品的吸收或分析元素受其他元素的繼發(fā)效應(yīng)。對于化學(xué)組成不同的樣品，當(dāng)分析元素含量相同時(shí)，吸收和激發(fā)效應(yīng)表現(xiàn)在對同一分析線的強(qiáng)度影響上，首先是由于樣品對原級入射線和分析線的聯(lián)合質(zhì)量衰減系數(shù)的差異造成的。

二、粒度效應(yīng)

在熒光強(qiáng)度的推導(dǎo)公式中，假設(shè)的樣品都是均勻且表面光滑的。但是實(shí)際上只有液體樣品或經(jīng)過充分拋光的純金屬或某些合金樣品才能滿足這些條件。對于其他固體樣品特別是粉末樣品常常存在著樣品不均勻及粒度效應(yīng)和表面效應(yīng)。

均勻樣品，對于固體粉末樣品來說是指粉末的粒度和化學(xué)組成*相同的樣品。實(shí)驗(yàn)表明這種樣品在給定的壓緊份數(shù)下，粒度越小，熒光譜線的強(qiáng)度越高。對于給定的粒度來說，壓力越大，即壓緊份數(shù)越小，熒光譜線強(qiáng)度也越高。而不均勻樣品則不同，在不均勻樣品中，存在著各種不同的粒度或化學(xué)組成的顆粒，影響熒光譜線強(qiáng)度的因素會(huì)較復(fù)雜。

三、表面效應(yīng)

樣品表面狀態(tài)和熒光譜線強(qiáng)度的關(guān)系不可忽視。當(dāng)樣品是由磨料、鋸料或鋒料制成大小一定的塊狀物體時(shí)，其表面必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)哪テ交驋伖狻?/span>

熒光譜線強(qiáng)度不僅與樣品的表面構(gòu)造和紋溝的性質(zhì)有關(guān)，而且也受樣品位置、紋溝和進(jìn)出X射線方向影響。對于后者，可以通過測量過程中同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)樣品減少或消除，如不能轉(zhuǎn)動(dòng)則應(yīng)使紋溝的方向與入射和出射線所成的平面平行。