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1、U D CN 3 3 6 2 1 - 3 1 7 . 7:5 3 5 - 3 4 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G s 1 T 1 5 0 7 4 一 9 4 电子探针定量分析 方法通则 G e n e r a l g u i d e f o r E P MA q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s 1 9 9 4 一 0 5 一 0 9 发布 1 9 9 4 一 1 2 一 0 1 实施 国家技术监督局 发 布 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 电子探针定量分析方法通则 GB / T 1 5 0 7 4 一9 4 Ge n e
2、r a l g u i d e f o r E P MA q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s 1 主题内容与适用范围 本标准规定了电子探针定量分析过程中仪器的安装要求、 工作条件、 标样选择、 基本操作过程、 各种 修正处理方法及最终报告格式。 本标准适用于波长分光谱仪的电子探针分析仪对样品中各元素组成定量分析测量及数据处理过 程。 引用标准 G B / T 4 9 3 。 电子探针分析标准样品通用技术条件 3 方法原理 电子探针定量分析是应用具有一定能量并被聚焦的电子束轰击样品, 被照射区样品表面各元素激 发出不同波长的x射线, 通过晶体分光谱仪对
3、 x射线进行分光, 并对其中各元素的特征x射线强度进 行测量, 并和相同条件下的标准样品的 x射线强度进行比较, 经修正计算, 从而获得样品被激发区内各 元素含量值。 电子探针分析是一种微区( 微米量级) 成分相对比较的物理分析方法。 电子探针分 析仪基本结构 电子探针分析仪基本组成方框图如下: 图 l 电子探针分析仪组成方框图 4 . 2 电子探针分析仪由以下主要部分组成: 4 . 2 门电子枪 : 产生具有一定能量的电子束。 4 . 2 . 2 聚光镜: 会聚镜及物镜, 将电子束会聚于样品表面及控制束斑大小。 4 . 2 . 3 光学显微镜: 观察样品表面, 选择电子束照射部位, 其焦点作
4、为x射线谱仪的罗兰园憔点 国家技 术监督局 199 4一 05 一 09批准 1 99 4一 12 一0 1实施 G B/ T 1 5 0 7 4 一9 4 样品室: 装载样品, 并可移动祥品, 倾斜样品, 使所需分析部位处于电子束照射下 晶体分光谱仪: 用分光晶体对X射线谱进行分光。选择所需测量的元素特征x射线。 x射线测量系统 测量 x射线强度并记录。 电子计算机系统 : 控制仪器及系统对数据进行采集及处理。 424425426427 5 仪器的环境条件 电子探针分析仪为高精密的仪器设备, 其工作环境应符合以下基本要求 : 5 . 1 无腐蚀性气体及粉尘量较少的房间。 5 . 2 相对湿度
5、应在 5 0 Yo-7 0 %之间。 5 . 3 室温控制在 1 8. 2 5 C , 5 . 4 不应有其他杂散电磁场干扰( 小于 5 IA T ) . 5 . 5 电源电压及频率应稳定( 2 2 0 V 土1 0 V, 5 0 H z 士1 H z ) . 5 . 6 仪器应配备专用地线 . 接地电阻应小于 1 0 S 1 5 . 7 墙壁及地板应采取抗静电措施。 测量 前的准备 仪器在正式测量工作以前应满足下列准备条件: 6 . 1 电子光学系统 6 . 1 . 1 开机, 并经预热稳定。 6 . 1 . 2 选择被测样品中元素相应加速电压。 6 . 1 . 3 调节电子枪灯丝加热, 使
6、束流稳定饱和, 会聚电子束。 6 . 1 . 4 调节电子束, 使电子束位置与光学显微镜十字叉中心并与晶体分光谱仪的罗兰园焦点重合。 6 . 1 . 5 合轴并调节扫描图象清晰。 6 . 2 X射线计数系统 6 . 2 . 1 计数管高压稳定。 6 . 2 . 2 调节脉冲高度分析器及放大器使各分光晶体测量各元素 x射线强度处于最佳状态。 6 . 2 . 3 推荐以下纯元素标样作 检验各分光晶体的标准。 分 光 晶 体S T E R A P ( T A P )工 _ iFP E T 元 素 6 . 2 . 4 切断入射电子束, 检验 X射线强度应接近于零。 6 . 3 综合检查 在正式测试样品
7、前应对待测样品相近类型的标样( 合金、 多种元素矿物等) 进行测量, 其各元素x 射线弦度应达到顶期值, 或测星标样成分应和标准成分相符。 6 . 4 在有电子i t - 3 ) 机控制的电子探针分析仪, 应调用计算机程序对电子探针分析仪的动作功能进行全 而测试 测量 条件的选择 加速电压的选择 一般原 则加速 电压应选择样 品中被测 量的主要元素的特征 X射线的临界激发 电压 的 2 -3 7又又倍 7 . 1 . 2 在实际测址中推荐的加速电压值: 金属及合金2 5 k V GB / T 1 5 0 7 4 一9 4 硫化物2 0 k V 氧化物矿物1 5 k V 超轻元素5 - 1 0
8、k V 7 . 2 电子束束流选择 7 . 2 . 1 一般原则对于主要含量的元素( 含量大于 1 0 %) , 选择束流使 x射线在预定的计数时间内 总计数应超过1 0 “ , 以 保证最 后结果的精度。 7 . 2 . 2 推 荐电子束束流一般在 1 x 1 0 - a -1 0 - A范围。 7 . 3 被检测x射线的选择 7 . 3 . 1 一般原则优先采用被分析元素的主要发射线系。 若样品中含有其他元素对该特征线造成干 扰; 或在已定的电压、 束流下计数率过高时, 可按下列顺序选择其他线系: K L o , M K a , L e , M a 7 . 3 . 2 推荐采用的线系: 被
9、分析元素原子序数小于 3 2时, 采用K线系, 被分析元素原子序数7 2 ) Z )3 2 时, 采用L线系, 被分析元素原子序数7 2时, 采用 M 线系。 7 . 4 束斑直径的选择 7 . 4 . 1 一般原则保证束斑产生的激发区尺寸不超过待分析区的尺寸。 被分析元素的特征线的强度 足够高( 达到预期分析精度) 。 7 . 4 . 2 推荐束斑直径 聚焦或直径 价 1 p m的束斑, 如欲获得较大面积准确的平均成分, 可采用相应的散焦束斑。 8 标样的正确选择 8 . 1 标样选择的一般原则 8 . 1 . 1 和被测样品有类似的物理性质。 如矿物样品, 优先选择天然矿物标样, 金属合金
10、样品则优先选择 相近合金标样, 其次选择纯金属标样。 8 . 1 . 2 和被测样品有相近的化学成分。 如测量低含量元素时尽可能选择和被测元素成分在同一数量级 内的标准样品。 8 . 1 . 3 选择标样应尽量避免有其他元素干扰被测元素谱线。 8 . 2 电子探针定量分析标样的要求 8 . 2 . 1 应选用我国颁布的电子探针分析标样。 8 . 2 . 2 由其他途径获得的标样, 应有相应的证书, 或按 G B / T 4 9 3 0规定实际测定, 指标符合者报请有 关标准机构批准后方可应用。 8 . 2 . 3 对我国尚未颁布的或不能提供的标样, 各实验室可根据自己工作需要选择、 研制标样,
11、 但其性能 指标应接近或符合GB 4 9 3 。要求, 并应在结果报告中说明。 8 . 3 标样的检查 8 . 3 . 1 标样在每一次使用时应用光学显微镜检查, 应避开晶粒边界及其他偶然缺陷部位进行测量。 8 . 3 . 2 标样使用应符合有效期限, 过期后应重新处理及检测, 经批准后可以重新应用。 8 . 4 标样表面的喷涂 8 . 4 . 1 不导电的标样应当在表面喷涂导电层。 8 . 4 . 2 喷涂的导电层的材料及厚度应和被测样品表面喷涂一致。 9 测t过程概述 9 . 1 定性分析 应用电子探针分析仪或其他仪器, 提供被分析样品中主要元素及次要元素。 G B / T 1 5 0 7
12、 4 一 9 4 9 . 2 标样 x射线强度测量 根据定性分析结果选择相应标样, 并对标样中相应元素X射线强度进行测量。 9 . 3 被测样品的 x射线强度测量 对被测样品中各个元素逐个测量其x射线强度。 9 . 4 计3 ? 相对 x射线强度 将所有元素的 x射线强度扣除本底, 经死时间校正, 入射电流校正后, 被测样品中各元素 x射线强 度和纯元素标样x射线强度的比值为相对强度 I A n KA= I A / I A l o o “ ” .(1) 式中: I , - 一 样品中A元素的X射线强度; 八 J , 纯元素A标样的x射线强度。 9 . 5 将相对强度经物理修正模型计算, 求得各
13、元素的百分含量。 1 0 电子束人射电流的测f 1 0 . 1 在每一次测量x射线强度前或( 和) 后均应对入射电子束流进行测量。 1 0 . 2 被测量的x射线强度将被入射电子束流值归一化处理。 标样中的元素 x射线强度测量 根据被测试样定性分析结果选择最为合适的标样。 将标样置于镜筒中并移至光学显微镜十字叉中心, 即谱仪罗兰圆焦点位置。 按所需测量元素选择相应的分光 谱仪及分光晶体, 将 谱仪驱动至相应的特征波长位置。 在峰位正、 负本底处检查是否有其他 x线系干扰, 如有干扰则可以调节背景位置以避开干扰线。 在峰位处寻找正确的峰位值, 然后在该位置对 x射线峰值强度进行多次测量( 推荐三
14、次以上) , 11111112113114115 并求其平均值( I p ) 。 1 1 . 6 在峰两侧对称处, 测量本底强度: I =( I B I +1 3 2 ) / 2(2 ) 1 1 . 7 对峰值强度I p 及本底强度I , 进行死时间校正, 其基本公式如下; I= I 八1一 r 7 )(3 ) 式中: r 仪器死时间常数; I 原始x射线强度; 了经修正后的 X射线强度。 1 1 . 8 对峰值强度 I 。 及本底强度 I 。 进行束流强度校正, 其基本公式如下: I= I / BC 4) 式中: P C 一 测址X射线强度接近同时的束流值, p A “ s ; I - 一
15、原始X射线强度测量; I - - 经束流校正后的X射线强度。 1 1 . 9 对死时问校11 “束流校正后的 X射线强度 I 。 及本底值 I , 经式( 5 ) 计算获得元素 A的净特征X 射线强度为; L n= I ;一 I , (5) 八的单位为: 计数 p A 5 未知样品中各元素的X射线强度测量 电子探针定址分析样品应当满足下述基本要求: 应为121体. 在真空中不挥发. 被分析部位在电子束轰击下稳定。 12121121 cB / T 1 5 0 7 4 一9 4 1 2 - 1 . 2 被分析表面需经过研磨并抛光。 1 2 - 1 . 3 被分析表面应导电。 1 2 . 1 . 4
16、 如样品本身不导电则应喷涂碳等导电层, 其导电层材料及厚度应和标样相同。 1 2 . 2 各元素的 x射线强度测量: 1 2 . 2 门按照定性分析程序或其他分析方法提供的被分析样品中存在元素的清单, 逐个测量各元素的 x射线强度。 1 2 - 2 . 2 各元素测量的先后次序应按如下次序进行: ;. : 1 2 . 6 1 3 不稳定的元素, 如 N a , K等; b . 含量较高的元素, 主要元素; 含量较低的元素, 次要元素。 每个元素 x射线强度测量的次序: 寻峰, 测量 x射线峰值强度; b . 移动分光谱仪至正、 负本底处, 测量正、 负本底 x射线强度; c . 每次测量x射线
17、强度时应测量相应的入射电流。 测量样品中各元素的x射线强度时不应漏测含量超过 。 . 5 %以上的元素。 在下列情况下可以对其中一个元素不进行测量: a . 在氧化物矿物或其他氧化物的定量分析方法时( 即B - A法) 可以不测量氧; b . 对样品中某元素已知并其含量已知时可以不测量该元素, 但该元素应参加修正计算; c . 非样品本身物质元素, 如喷涂导电层材料元素, 可以不进行测量。 未知样品的x射线强度测量过程同标样 x射线强度测量, 即与第 1 1 章相同。 电子探针定量分析的基体修正处理 1 3 . 1 基体修正公式 C A=KA。 f ( Z , V, O ) (6 ) KA=I
18、 A / I A - 式中: C A 样品中元素A的百分含量; KA 样品中元素A的特征x射线强度和纯元素 A的 x射线强度之比值; 人 试样中元素A的x射线强度; 入】 川 、 纯元素A标样的X射线强度; f ( Z , I - , y b ) 试样中各元素的原子序数( Z ) , 分析时的加速电压( V) 及 X射线射出角( 0) 的函数。 1 3 . 2 Z AF修正法 1 3 . 2 . 1 适用范围 Z A F修正方法是电子探针定量分析中较为普遍使用的一种修正方法, 它适用于除超轻元素以外的 ( 1 1 Z 9 2 ) 元素定量分析的修正处理, 样品可以是合 金、 化 合物、 矿物等
19、块状固 体试样。 1 3 . 2 . 2 基本公式 根据电子和物质相互作用的基本物理过程, 用三个近似独立的系数Z, A和 F的相乘积来代表基体 中各种因素的修正函数, 使元素A的含量C 、和相对强度 K 及基体修正因子( Z , A, F) 有如下数值表 达式 : CA= K “ ZA F , , , (7) Ka= 1/ I 式中 : CA元素 A在基体 中的重量 百分 数 ; G B / T 1 5 0 7 4 一9 4 KA在测量条件完全相同的情况下, 试样中元素 A的特征 x射线强度I 和纯 A元素的标 样的X射线强度 I A I O 。 之比值; Z-基体中各元素综合原子序数修正系
20、数; A基体中各元素综合的吸收修正系数; F各元素间的特征x射线相互激发的荧光效应修正系数。 1 3 . 2 . 3 Z , A, F系数和基体试样中的各元素的含量、 原子序数、 加速电压、 x射线出射角有关. 1 3 . 3 a 系数修正法( B - A法) 1 3 . 3 . 1 a 系数修正法( 即B - A法) 适用于氧化物及氧化物矿物样品的电子探针定量分析修正, 其标样 采用纯的氧化物或氧化物矿物, 分析时加速电压一般采用1 5 k V, 1 3 . 3 . 2 基本公式 C A / K A=a “ + ( 1 一a . 8 ) C A “ “ ” “ “ ” “ “ “ “ ” 一
21、 (B) KA二I A / I A I W 式中: C A -A元素氧化物的百分含量; KA 样品中A元素的x射线强度与纯 A元素的氧化物x射线强度之比值; a A e 元素B对 元素A的修正系数, 它与加速电 压及x射线 的出射角有关, a 系数可以根据 实验测定或计算得出。 1 3 . 4 灵敏度曲线法( 检量线法) 1 3 . 4 . 1 适用范围 本方法多用于基体基本相同的样品中低含量元素测量和 Z A F修正方法遇到困难( 如质量吸收系数 不可靠) 时的定量分析。 1 3 . 4 . 2 方法原理 根据在低含量范围内, 元素的特征x射线的强度与含量成正比, 因此可选用五块以上基体与试
22、样 的化 学 组成 非 常 接 近 的 标 样, 在 这 组 标 样 中 ., 被 分 析 元 素 的 含 量由 低 到 高。 利 用 被 分 析 元素 的 特征x 射 线强度I 、 与在相应的标样浓度C的 线性关系( 如图2 所示) 或关系式: C A= A 十 BI A ” ” ” ” “ ” ” ” “ ” “ 一 (9) 式中A. B为系数, 由五块已知标样求出。 根据上式可把在相同实骑条件下测得的试样中该元素的特征 X射线强度直接换算成含量值。 xl o 户六U 1.4.4. 刁0钾3 3.孟2. nU工翻0卜舀 2.1.1.0. 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1
23、. 0 1 . 2 1 . J / c .lrn / rn ) 图 2 GB / T 1 5 0 7 4 一9 4 1 4 定f分析报告 1 4 . , 电 子探针定 量分析报告包括如下内容: 1 4 . 1 . 1 样品来源: 编号、 送样单位及送样人。 1 4 - 1 . 2 测量条件: 加速电压, 电 子束电流, 束斑直 径, 使用的仪器及X射线出 射角, 计数时间。 1 4 - 1 . 3 标样: 编号, 化学成分, 标样级别。 1 4 - 1 . 4 修正方法。 1 4 - 1 . 5 修正处 理结果。 1 4 - 1 . 6 分析人员、 主管人员、 检验单位公章. 1 4 . 1
24、. 7 报告 日 期。 1 4 . 2 推荐探针定量分析结果报告格式见附录 A, G B / T 1 5 0 7 4 一 9 4 附录A 探针定t分析结果报告格式 ( 补充件) XXXX分析测试中心 分析 报告 报 告 编 号 送 样 单 位 标样名称 测 定 项 目 报 告 日期 报 告 页 数 收 样 日期 分 析 人技术负责人 校 对质量负责人 GB/ T 150 74一 94 电子探针分析报告 嗜4 *r A f寿) It ir. ( 7ti )Uzmmi “AtuilgB; kV 51i“itA a 4 7L$3M nA 41BM ZAF ie-vx p. BA Xt 样品编号分析点
25、号 元素定量分析结果( wt Y , ) 其他 艺 ( 谱文件名) 标样说明 标样编号:标样级别:成分值: 分 析 者 :审 核 者 : 分析 日期:年月日报告共页第页 附加说明: 本标准由全国探针分析标准样品标准化技术委员会提出。 本标准由核工 业部北京地质研究院、 冶金部钢铁研究总院等单位负责起草。 本标准主要起草人张宜、 毛允静。 本标准由全国探针分析标准样品标准化技术委员会负责解释。 *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 本人有各种国内外标准 20 余万个, 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准,全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址:豆丁下载网址: http:/
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