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【熱點(diǎn)應(yīng)用】X射線熒光光譜分析鋁土礦熔融樣品中主次量元素
樣品制備
使用 7 種有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM),每種物質(zhì)制備兩份熔片樣品以建立校準(zhǔn)曲線。有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括 NIST(696b、600、696、697)和 GBW(07177、07181、07182)。熔片樣品采用助熔劑(50% Li2B4O7 / 50% LiBO2)與樣品質(zhì)量比 1:10 的比例制備,通過 Eagon 2 自動(dòng)電控熔樣機(jī)在 1150℃下完成熔融過程。
測(cè)試設(shè)備
本實(shí)驗(yàn)使用 Epsilon 4 能量色散 X 射線熒光光譜儀,配備 10W、50kV 銀靶 X 射線管、6 個(gè)濾光片、氦氣吹掃裝置、高分辨率硅漂移探測(cè)器(SDD)、 10 位可移動(dòng)進(jìn)樣器及樣品自旋裝置。

圖1.Eagon2 電控熔樣機(jī)(左) ,Epsilon 4 能量色散X射線熒光光譜儀(右)
測(cè)量條件
根據(jù)測(cè)量樣品中不同元素設(shè)置不同的測(cè)量條件:
測(cè)量元素Al?O?、MgO、P?O?、SO?、SiO?,檢測(cè)條件為:5kV、2000μA,測(cè)量時(shí)間60s,氦氣分析介質(zhì),無需濾光片。
測(cè)量元素CaO、Cr?O?、Fe?O?、K?O、MnO、TiO?,檢測(cè)條件為:12kV,800μA,測(cè)量時(shí)間120s,空氣分析介質(zhì),薄Al濾光片。
測(cè)量元素ZnO 和ZrO? ,檢測(cè)條件為:50kV,200μA,測(cè)量時(shí)間60s,空氣介質(zhì),銀濾光片。
測(cè)量NIST鋁土礦標(biāo)準(zhǔn)樣品中氧化鋁和二氧化硅的光譜如如下:

圖2. NIST 696B標(biāo)準(zhǔn)樣品在5kV,氦氣環(huán)境下的光譜圖,顯示出探測(cè)器優(yōu)異的分辨率和高靈敏度。
結(jié)果及討論
工作曲線和準(zhǔn)確度

圖3. 鋁土礦中Al2O3 的工作曲線

圖4. 鋁土礦中Fe2O3的工作曲線

圖5. 鋁土礦中TiO2 的工作曲線
圖 3、圖 4、圖 5 分別為熔融鋁土礦中氧化鋁、氧化鐵和二氧化鈦的校準(zhǔn)曲線,表明有證濃度與檢測(cè)強(qiáng)度之間具有良好的相關(guān)性。表 1 列出了各化合物校準(zhǔn)的均方根(RMS)值,檢出限(LLD)根據(jù)上文中測(cè)量條件中的檢測(cè)時(shí)間計(jì)算得出。
表1. 工作曲線概況

* RMS(均方根)表示回歸的質(zhì)量。 校準(zhǔn)精度越高,均方根值越小。
精密度
為測(cè)試 Epsilon 4 光譜儀的精密度,對(duì) NIST 698 標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行了 20 次重復(fù)檢測(cè),結(jié)果如表 2 所示。
檢測(cè)結(jié)果與有證濃度高度吻合,重復(fù)檢測(cè)的低均方根值表明整個(gè)系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性。
表2. 重復(fù)性測(cè)試結(jié)果

結(jié)
論
Conclusion
本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)充分證明,Epsilon4 能量色散 X射線熒光光譜儀適用于鋁土礦熔片樣品中Al2O3, CaO, Cr2O3, Fe2O3, K2O, MgO, MnO, P2O5, SO3, SiO2, TiO2, ZnO和ZrO2的定量分析,僅需4 分鐘即可獲得精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。



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