欢迎您进入苏州恒商工业设备有限公司网站

苏州恒商工业设备有限公司

恒以致远,商以载道

光谱分析仪器专家

全国免费咨询热线400-107-8770

当前位置:主页»光谱仪原理»

X荧光中干扰谱线的来源及消除

文章出处:Admin5 人气:发表时间:2020-12-04 13:17

X荧光中干扰谱线的来源及消除

在X射线光谱分析中,由于谱线之前互相干扰比较少,并且减少这种干扰的方法较多,在多数情况下谱线干扰现象不是影响分析结果的主要因素。但是在某些情况如稀土化合物中稀土元素的测定中,谱线重叠现象仍然是严重的。这种干扰,轻则影响强度的确定,增加分析线强度测量的统计误差,降低分析元素的测定灵敏度;重则是某些分析元素特别是微量元素无法准确测定。因此克服干扰谱线对于改善测定结果的准确度是十分必要的。
 
 一、干扰谱线的来源
XRF分为波长色散和能量色散两大分支,由于激发、色散和检测方法不同,他们对谱线干扰的处理办法有所不同。这里主要讨论应用普通X光管激发的波长色散法中的谱线干扰问题。对于利用各种激发源的能散法,只作简单比较。为区别两种方法的谱线干扰,分为称它们为波长干扰和能谱干扰。
 
 1)波长干扰
所谓波长干扰,指的是分析线或各种参比线,受到x射线管、样品和光路中发射出来的波长相近谱线的干扰,这些波长相近的谱线,一般包括相干和不相干散射两种。
 
 ①X射线管
由X射线管发射出来的干扰线,首先,可能来自靶材本身,包括靶元素及有关杂质(例如钨靶中的铜)的发射线,其次,在x射线管的长期使用中,可能由于灯丝及其它有关构件(包括银焊料)的升华喷溅或其它原因,造成靶面或管窗的玷污,也是产生干扰线的一种来源。再次,由于x射线管构件受激发或阴极电子束的不适当聚焦,也可能产生原级或次级的发射线。在现代结构合理的x射线管中,主要干扰线可能来自前者,后两种原因一般不占显著地位。
 
②样品
样品中其它元素发射出来的干扰线,主要是强度较大的图表线,多数非图表线或禁戒线的强度都很低(除某些轻元素有较强的非图表线外),并且很少造成对分析线或参比线的干扰其中由于图表线造成的干扰,除稀土元素外,还有其它元素,突出的如Z=22(Ti)到26(Fe)等相邻元素,它们的Kα和Kβ线之间的重叠也是很严重的。此外,不同谱系和不同反射级谱线之间的重叠,以及这些元素的Lβ1I和KβII线之间的重叠,也是很典型的。
 
除样品本身产生的干扰线外,由于样品晶态的变化,将对原级标识光谱的散射强度带来显著的影响,这就是所谓样品的衍射效应。以半导体硅片为例,单一晶态的硅样品将对原级标识光谱产生劳厄衍射,而高度定向的多晶硅样品,将对各种波长原级入射线产生德拜-谢乐(Debye-Scherrer)衍射。如果这种多晶硅被制成粉状样品,或利用样品旋转器使它处在旋转的状态,则在记录纸上观察到的只是由靶材发射出来的少数散射线;如果样品取的是多晶硅片,而且不用旋转器,那么对于由钨靶发出的Lβ2线,当样品面每转动12°(手动)后静放时,就可以在不同方位上,观察到强度不同的或宽或窄的Lβ2峰。因此,对于多晶态样品,当它固定在一定方位时,从记录纸上可以看到许多尖峰的出现。这些尖峰,就是由具有不同晶面间距d的晶面与人射线形成不同的衍射角,从而产生符合布拉格条件的衍射得来的。显而易见,这些尖峰的存在及其随样品方位的变化,将干扰分析线或参比线的强度测量。
 
③光路
由光路和晶体衍射过程可能带来的谱线干扰,通常并不严重,但其来源则比较复杂。诸如,标本座及有关构件发射的次级光谱,样品底座(如聚酯薄膜、离子交换树脂和滤纸等)中痕量杂质的次级光谱,由准直器金属片发出的次级光谱,以及由晶体分析器产生的附加发射和异常发射等。
 
  2)能谱干扰
在各种探测器结合脉冲幅度分析器使用时,对一定波长的谱线,将产生具有平均脉冲幅度正比于光子能量的脉冲幅度分布。这种脉冲幅度分布的能谱干扰,不只是来自激发源、样品成光路中的干扰线,也可能来自计数器的逃逸峰在气体探测器中,决定于所充的情性气体种类(Ar、Kr或Xe等)及其能量分辨率;闪烁探测器则决定于闪烁体(NaI)产生的次级发射及探测器的分辨率;等等,同时,在选择脉冲幅度时,还应注意脉冲幅度可能发生的漂移或畸变。
 
然而,在波长色散法中,使用脉冲幅度分析器,常可很好地消除高次级反射线的干扰。
 
 二、谱线干扰的消除
在X射线光谱法中,如上所述,谱线干扰的来源基本上可分为两方面,即发生于仪器和样品本身。属于样品中固有的干扰线除采用化学分离方法去除干扰元素外,有的也可以利用仪器方法来克服,或者进行数学上的校正,现在,对以上两种来源的干扰线,如何从仪器上克服和进行数学上的校正,分别讨论如下:
 
 1)激发源
对于X射线管说来,可以根据可能产生谱线干扰的来源,更换适当靶材的x射线管,选择足以抑制干扰谱线出现的管压,将样品屏蔽到较小的区域以减少强大的原级标识光谱的散射等。若还不能有效地克服来自激发源的干扰时,有时也可以采用滤光片以消除干扰线,或者以原级束照射能够产生波长略短于分析元素吸收限的次级靶,然后以次级靶作为试样的激发源。
 
以上克服谱线干扰的各种方法,往往在不同程度上牺牲了分析线的强度,可是,由于消除或抑制了干扰线,与此同时也在大多数情况下抑制了散射线本底的强度,因而常常不会影响到测定的灵敏度在波长色散法中,它的主要缺点是,为积累足够大的计数,需要耗费较长的测量时间。在能量色散法中则不存在这个问题,而且灵敏度也很高。
 
 2)分析晶体与光路
对一定结构的x射线分光计说来,可以通过选择适当的分析晶体,以消除存在于样品中干扰元素的偶数级反射线对分析线(或参比线)干扰。此外选择分辨率高的分析晶体和准直器,有时也可以消除或减轻某些谱线的干扰。
 
其它的,在光路中可变 的部件就是标本座、样品的薄膜底座和x射线束衰减 (减光板)等。有时,还有可能用到滤光片,对于这些可变的部件,可以根据实际情况作出选择,以便将谱线干扰限制在低限度。
 
 3)探测和测量系统
尽可能选择有利工作条件,以减少或消除上述激发源和光学系统无法消除的干扰谱线。
 

推荐产品