x射線熒光光譜法測定黃銅中銅、鉛、鐵、鉍、銻、磷、砷

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1、X射線熒光光譜法測定黃銅中銅、鉛、鐵、鉍、銻、磷、砷應(yīng)曉滸曹國洲王謙孫立群（寧波出入境檢驗(yàn)檢疫局，寧波，315012）摘要采用波長色散X射線熒光光譜儀測定黃銅中銅、鉛、鐵、鉍、銻、磷、砷。試驗(yàn)了試樣表面質(zhì)量對測量結(jié)果的影響，并對黃銅中元素間的吸收增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行了較仔細(xì)的分析，吸收效應(yīng)對黃銅的分析結(jié)果有較大影響，需用理論α影響系數(shù)進(jìn)行基體效應(yīng)校正。采用本法測量了49個(gè)黃銅標(biāo)準(zhǔn)樣品（29個(gè)普通黃銅和加砷黃銅，20個(gè)特殊黃銅）進(jìn)行準(zhǔn)確性試驗(yàn)，普通黃銅和加砷黃銅的分析結(jié)果與標(biāo)稱值相符。本文還給出了方法的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和實(shí)驗(yàn)室間的精密度試驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵詞X射線熒光光譜，黃

2、銅中圖分類號：O657.34文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A黃銅元素分析的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T5121《銅及銅合金化學(xué)分析方法》[1]，其中銅采用電解-原子吸收光譜法；鉛采用原子吸收光譜法；鉍富集后采用原子吸收光譜法；鐵、銻、磷、砷采用分光光度法。上述方法存在操作復(fù)雜、分析時(shí)間長、不能多元素同時(shí)分析等缺點(diǎn)。X射線熒光光譜分析技術(shù)具有較好的測量精密度，已有分析人員將該技術(shù)應(yīng)用于青銅中銅、鉛、錫等元素的分析[2,3]。為制定“黃銅中銅、鉛、鐵、鉍、銻、磷、砷的測定-X射線熒光光譜法”的檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，本文對X射線熒光光譜分析黃銅的方法進(jìn)行了較仔細(xì)的研究，試驗(yàn)了試樣表面質(zhì)

3、量對測量結(jié)果的影響，并采用理論α影響系數(shù)進(jìn)行基體效應(yīng)校正，獲得了較好的結(jié)果。1實(shí)驗(yàn)方法1.1儀器及測量條件SRS3400型順序式X射線熒光光譜儀,銠靶X光管,功率4kW，德國Bruker公司制造，測量條件見表1。表1X射線熒光光譜儀的測量條件元素特征譜線晶體峰位(o)背景位(o)kV/mA狹縫(o)FCPHA(%)SCPHA(%)測量時(shí)間（s）CuKαLiF22065.48466.70760/200.1534~13040~15030PbLβLiF20028.22327.59060/670.1545~11550~15030FeKαLiF20057.505

4、56.24460/670.1531~12850~15030BiLαLiF22047.31546.88160/670.1586~12081~12360SbKαLiF20013.40212.97860/670.15/55~13460PKαGe141.138137.54130/1350.4666~123/30AsKβLiF20030.41929.59260/670.1579~11344~136301.2試樣的制備試樣為塊狀樣品，其X射線照射面須加工至表面粗糙度小于GB/T1031[4]規(guī)定的輪廓最大高度（Ry）6.3μm。校準(zhǔn)樣品和待測樣品采用同樣的加工方法

5、，試樣表面加工完畢立即測量。1.3測量按所定的測量條件測定5個(gè)以上普通黃銅和加砷黃銅標(biāo)準(zhǔn)樣品的X射線熒光強(qiáng)度，按公式1進(jìn)行回歸，求出校準(zhǔn)曲線的斜率、截距和譜線重疊校正系數(shù)，用隨機(jī)分析軟件SpectraPlus中的理論α影響系數(shù)法進(jìn)行基體效應(yīng)校正，計(jì)算時(shí)將鋅設(shè)定為余量。Ci=s×（Ii+βij×Ik）×（1＋∑αij×Cj）＋b……（1）式中：Ci、Cj：測量元素和影響元素的濃度S、b：校準(zhǔn)曲線的斜率和截距Ii：測量元素的X射線熒光強(qiáng)度βij：譜線重疊校正系數(shù)Ik：重疊譜線的理論計(jì)算強(qiáng)度αij：影響元素對測量元素的理論α影響系數(shù)2結(jié)果與討論2.1試樣表面

6、質(zhì)量的影響2.1.1不同牌號金相砂紙研磨對測量結(jié)果的影響日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISH1292《銅及銅合金的X射線熒光分析方法》[5]中要求試樣的X射線照射面須加工至表面粗糙度小于JISB0601規(guī)定的輪廓最大高度（Ry）6.3μm。精車、精銑、精刨或金相砂紙研磨等方法都可以把試樣加工至表面粗糙度小于Ry6.3μm。本文對金相砂紙研磨方法進(jìn)行了試驗(yàn)，表2是同一個(gè)試樣經(jīng)不同牌號金相砂紙研磨后分析結(jié)果的比較，從表中可以看出，不同牌號金相砂紙研磨對磷的影響很大，隨著砂紙變細(xì)，試樣的表面越平整，磷的分析結(jié)果越高，拋光后的試樣的分析結(jié)果比120號砂紙研磨的結(jié)果高近1倍，同

7、時(shí)，銅的分析結(jié)果也在變大，雖然相對偏差較小，但由于銅是主量元素，絕對偏差也有約0.1％。上述試驗(yàn)表明，即使試樣的表面粗糙度小于Ry6.3μm，試樣的表面質(zhì)量的變化仍對測量結(jié)果（尤其是磷）有明顯影響。有研究[6]發(fā)現(xiàn)，X射線熒光譜分析金屬材料時(shí)，不同的表面加工方法測量結(jié)果不同，而不是表面粗糙度小于某一值時(shí)，測量結(jié)果會恒定。因此在分析黃銅時(shí)要求校準(zhǔn)樣品和待測樣品采用同樣的加工方法，如采用金相砂紙研磨來加工試樣表面，要求使用同一牌號的砂紙，表2同一個(gè)試樣經(jīng)不同牌號金相砂紙研磨后分析結(jié)果的比較（％）金相砂紙牌號CuPbFeBiSbPAs12070.570.13

8、0.180.00660.0210.0210.09315070.480.130.180.0063