XRF能量色散X射線熒光光譜儀的基體和干擾效應

a) 激發(fā)輻射的散射過程將影響樣品中元素的特征輻射強度，這是由于散射過程將影響光譜的背

景。此外，還存在兩個主要的效應：

b) 樣品中激發(fā)輻射被吸收和由此產(chǎn)生的或由其它元素（基體）發(fā)射的熒光輻射。

c) 樣品中其它元素的次級激發(fā)（增強）。

— 塑料材料：在塑料樣品中基體將影響分析物的特征X射線強度，主要來自：

— 初級輻射的散射（主要是不連續(xù)的），它對背景光譜有很大的貢獻

— 熒光輻射中的吸收，這主要是由PVC中的Cl，添加劑元素如Ca, Ti, Zn, Sn等，及來源于

阻燃劑中的Br 和Sb

— 由Sb, Sn, 和 Br等元素引起的次級激發(fā)

— 金屬：在金屬樣品中由初級激發(fā)引起的散射并不起重要的作用，基體效應主要是由吸收和次

級激發(fā)引起，對于不同的金屬基體這些效應也并不盡相同，下面列出了不同基體中的一些

典型的元素：

— Fe 合金: Fe, Cr, Ni, Nb, Mo, W, …

— Al合金: Al, Mg, Si, Cu, Zn, …

— Cu合金: Cu, Zn, Sn, Pb, Mn, Ni, Co, …

— 焊料合金: Pb, Cu, Zn, Sn, Sb, Bi, Ag, ...

— Zn合金: Zn, Al, …

— 貴金屬合金: Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au, Cu, Zn, …

— 電子元器件和印刷電路板：原則上包括聚合物和金屬中發(fā)生的所有效應。

d) 另外，樣品中測試元素的特征譜線的強度會受到其它元素的干擾，典型的干擾如下：

— 鎘：可能的干擾來自溴，鉛，錫，銻

— 鉛：可能的干擾來自溴

— 汞：可能的干擾來自溴，鉛，以及樣品中高濃度的鈣和鐵

— 鉻：可能的干擾來自氯

— 溴：可能的干擾來自鐵及鉛

e) 基體效應對檢出限（LOD）的影響

樣品的均勻性

XRF 分析點體現(xiàn)出來的均勻性取決于材料受儀器激發(fā)的體積內(nèi)樣品的物理均勻性。當測試樣品

均勻性時以下三條可以應用。

a) 大表面樣品（適用所有樣品）： — 為了 XRF 分析進行測試樣品均勻性評估是顯而必要而且很有用的。例如，任何在顏色。

形狀和外表都比較均勻的物體就沒有必要在測試前要進行機械制樣。典型的測試可用大而

長的塑料物如 CRT 監(jiān)控盒、塑料殼、厚帶、金屬合金等。任何有關(guān)測試物的附加信息都可

以建立它的均勻性，例如，許多塑料和金屬表面都有涂層。有的塑料表面被金屬化，測試

樣品被包在里面，這種情況下需要將樣品作一定程度的拆解，用無涂層或未金屬化的塑料

來測試。金屬表面可能鍍了別的金屬，如鍍鋅鋼、鍍鎘鋼、鍍鉻鋼和鍍鉻鋁。這些鍍上去

的金屬相對來說會有較高讀數(shù)，可能鉻會低一點，因為通常鍍鉻層非常薄。如果要分析基

材，那么所有的涂層都應該去掉。

b) 小表面樣品：

— 小的電子部件也可以認為是均勻的，只要分析物能被儀器激發(fā)，而且分析的只是被選中的

部位，樣品也會顯示出均勻性，如塑料封裝、單獨的焊錫或聚合物/環(huán)氧樹脂的單獨區(qū)域。

當分析基材時，要特別小心避免金屬鍍層、聚合物涂層或油漆的干擾，如果有涂層應把涂

層用物理的方法移走。

c) 涂層和薄樣品：

— 太小或太薄的樣品容易造成質(zhì)量或厚度的損失而導致結(jié)果不可用。測試這樣的小質(zhì)量樣品

（如小螺釘）時要把樣品放在樣品杯里，同樣，測試薄樣品時應該把樣品重疊堆放直到其厚度

達到測試所需的最小厚度，然后按常規(guī)測試。一般的規(guī)則是所有樣品應該全部覆蓋光譜的測試

窗口，聚合物和輕金屬如 Al、Mg 或 Ti 最小厚度要 5mm，液體厚度最小 15mm，其它合金最小

1mm。細電線和帶狀電纜的絕緣不能當作均勻的，要先把金屬導體抽走再測量。另一方面，所

有直徑大于 5mm 的帶銅線芯的電源線都可以認為是均勻的。金屬可以分離后再測量。如果操作

人員知道材料的結(jié)構(gòu)和光度計可以校準用于分析如此復雜的表層結(jié)構(gòu)，那么一些金屬涂層也可

以被分析。例如，涂層已經(jīng)知道是 SnAgCu（全部鍍金）銅（全部鍍金）。錫合金可以用于分析，

只要儀器能夠?qū)@一類的樣品進行校正。通常可以接受多數(shù)的 XRF 靈敏度高設(shè)備是不能檢測的

到轉(zhuǎn)化涂層中 Cr 的，除非涂層至少有幾百個 nm 的厚度。由于不同儀器對不同樣品要求尺寸的

變化，建議光度計的操作者向儀器手冊或者廠家請教樣品最小尺寸/質(zhì)量/厚度條件的要求

總結(jié)：檢測目標可以被認為是一致的并且可以進行非破壞性分析，如果出現(xiàn)以下情況：

· 樣品沒有著色或者鍍金并且用眼睛看顏色是相同的和貫通一致的。

· 從結(jié)構(gòu)和設(shè)計來看樣品并沒有另外看出是不一致的

· 薄涂層的頂層從只有一個基體中分離出來，可以用來分析，并且這個設(shè)備是用了校準已知基體的

當用到任何 XRF 設(shè)備時候，如果目標的設(shè)計允許的話，建議對樣品的測試要多于一個部位。任

何統(tǒng)計學上儀器間重要的差別都可能意味著存在著不均勻。如果如何一次重復實驗的結(jié)果表明

測試材料的不均勻的話，建議用破壞性的分析方法。