專利名稱：用于x射線熒光光譜分析的特效熔劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光譜分析領(lǐng)域，具體地說是一種用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑。
2、技術(shù)背景由于特征X射線產(chǎn)生于內(nèi)層電子能級之間的躍遷，所以反映了該原子的結(jié)構(gòu)特性與元素種類有關(guān)。1993年莫斯萊(H.G.Moseley)研究了特征X射線波長λ與元素的原子序數(shù)Z的關(guān)系。建立了數(shù)學表達式λ＝k(Z-s)-2式中k、s為常數(shù)。
熒光X射線的本質(zhì)就是特征X射線，因此莫斯萊定律同樣適用于熒光X射線。對于莫斯萊定律中的k、s常數(shù)，不同類型的譜線具有不同值。
每一種元素的特征X射線，包括一系列波長確定的譜線，且其強度比也是確定的。例如Mo(Z＝42)，其特征X射線，K系有Kα1(0.0709nm)、Kα2(0.0713nm)、Kβ1(0.0632nm)等，其相對強度依次為100、50、14。L系有Lα1(0.5406nm)、Lα2(0.5414nm)、Lβ1(0.5176nm)等，其相對強度為100、12、50。
不同元素的同名譜線，其波長隨原子序數(shù)增大而減小。如對于不同元素的Kα1線，有Fe(Z＝26)為0.1936nm；Cu(Z＝29)為0.1540nm；Ag(Z＝47)為0.0559nm；Pb(Z＝82)為0.0165nm。
在實際定性分析中，根據(jù)選用的分光晶體(d值已知)與實測的2θ角值，用布拉格公式(2dsinθ＝v)計算出波長。通常用幾條譜線及其相對強度，對照譜線表，對有關(guān)峰進行鑒別，以防止譜線間干擾的影響，然后確定未知元素的存在。在鑒別峰時應把已知元素的峰挑選出來，剩下的峰再從最強線開始逐一進行識別。
在指定波長下，X射線熒光強度與被測元素的含量成正比，以此作為定量分析的依據(jù)。其比例系數(shù)與入射X射線強度、入射角度、照射的面積、熒光發(fā)射的檢測角度、被激發(fā)元素用于分析檢測熒光光譜線的效率以及被測元素對入射X射線和熒光X射線的吸收性質(zhì)有關(guān)。當實驗條件固定時，比例系數(shù)為常數(shù)。
在X射線熒光定量分析中，測量的誤差應全面考慮儀器、操作、標樣、試樣等因素，但以樣品因素最為重要。基體效應基體指被分析元素以外的主量元素，而基體效應是指樣品中基本化學組成以及物理、化學狀態(tài)變化，對分析譜線強度的影響。當初級入射的X射線照射樣品，或樣品中待測組份產(chǎn)生的X射線熒光發(fā)射時，都有部分輻射穿過一定厚度的樣品層，樣品中的基體會對輻射有一定的吸收，導致X射線熒光強度減弱。另一方面，在初級X射線照射下，基體也會產(chǎn)生和發(fā)射出X射線熒光。若基體發(fā)射熒光的波長正好落在分析元素短波長吸收限時，將會使分析元素附加發(fā)生X射線熒光發(fā)射，從而增強X射線熒光強度。因而基體效應的影響包括了吸收和增強兩種效應。
克服基體影響的辦法有a、用輕元素作稀釋物與試樣混合均勻的稀釋法；b、將樣品制得很薄的薄膜樣品法；c、用標樣作工作曲線來校正的標樣法。不均勻效應對于多相合金、粉末等不均勻材料，X射線熒光強度與顆粒大小有關(guān)，顆粒大吸收大，顆粒小熒光強。對于試樣表面粗糙的材料也會影響熒光強度。
克服辦法可用磨細粒度，制成液體或固熔體。粉末表面可以壓實，固體表面可以刨光表面。譜線干擾原子的X射線光譜比光學光譜簡單，但對于復雜試樣仍不可忽視。這種干擾可表現(xiàn)在同一系如K系特征譜線的不同元素之間，例23V Kβ與24Cr Kα間就會有部分重疊。不同系的不同元素之間例As Kα和Pb Lα之間，也可表現(xiàn)在不同衍射級次的衍射線之間部分重疊。
克服的辦法有a、選擇無干擾譜線；b、降低X光管電壓，使干擾元素不能激發(fā)，不產(chǎn)生干擾譜線；c、改進儀器性能，提高分辨率；d、在光路中安置濾光片。
X射線熒光分析方法是一種十分有效的成分分析方法，可測定原子序數(shù)5～92的元素的定性及定量分析，并可進行多元素同時檢測，是一種快速、精密度高的分析方法，其檢測限達10-5～10-9g·g-1(或g·cm-3)。已被應用于冶金、地質(zhì)、化工、機械、石油、建筑材料等工業(yè)部門，以及物理、化學、生物、地學、醫(yī)學、環(huán)境、空間、天文、考古等科學研究部門。分析應用范圍不斷擴大，已被定為國際標準(ISO)分析方法之一。
X熒光法與原子發(fā)射光譜有許多共同之處，但它更具有譜線簡單、方法特征性強、不破壞試樣和分析含量范圍廣等突出優(yōu)點。
在X射線熒光光譜分析的地質(zhì)分析應用領(lǐng)域中，為了更有效地消除粉沫樣品中所固有的粒度效應和礦物效應，廣泛地采用熔融制樣法。所用熔劑通常為Li2B4O7和Na2B4O7。但在實際工作中發(fā)現(xiàn)該熔劑并非萬能，特別是高硅、高鋁、高鐵類樣品，由于其中含有酸性不熔體，不易混合均勻，使用上述熔劑并不能得到玻璃化程度較高的合格熔片。實驗表明加入堿性氧化物、提高熔融體的堿性，能夠消除酸性熔融體的不熔物。熔融體的堿性越強，其流動性越好，就越能混和均勻，使制樣的重現(xiàn)性得到提高。但實際應用中熔融體的堿性并非越強越好，堿性太強的熔融體(如純氧化鉀、氧化鈉)，雖有良好的流動性，但形成的熔片易產(chǎn)生“碎裂”現(xiàn)象，制樣的成功率較低。
3、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的技術(shù)任務是針對以上不足，提供一種可有效熔融樣品并制得高質(zhì)量熔片的用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑，它由以下重量配比的成分構(gòu)成Li2B4O775-95份 Li2CO33-20份 Ca2CO32-5份LiF0.01份該熔劑適合于含二氧化硅(＞80％)、氧化鋁(＞20％)、氧化鐵(＞20％)比較高的樣品的熔融，可以得到合格的熔片。
用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑，它由以下重量配比的成分構(gòu)成Li2B4O785-90份Li2CO38-12份Ca2CO32-3份LiF0.01份該熔劑適合于鐵礦石、鋁土礦的樣品的熔融，可以得到合格的熔片。
用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑，它由以下重量配比的成分構(gòu)成Li2B4O775-85份Li2CO312-20份Ca2CO33-5份LiF0.01份該熔劑適合于含SiO2較高(＞90％)的樣品的熔融，可以得到合格的熔片。
熔劑的制備方法是將各組分按配比的質(zhì)量份數(shù)稱量后，混在一起，研磨均勻即可。
本發(fā)明的用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑所產(chǎn)生的有益效果為由于本發(fā)明的熔劑添加了適量的堿性成份，可以有效的消除酸性樣品中的不熔物，使樣品和熔劑混合十分均勻，從而制得玻璃化程度極高又不易碎裂的熔片，進而使分析更方便，使分析結(jié)果更精確。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明，以使本發(fā)明的優(yōu)點更為明顯。
實施例1按質(zhì)量配比稱取下列組分Li2B4O775份Li2CO315份Ca2CO33份LiF0.01份將以上組分混合后研磨均勻，再與含氧化鋁約為30％樣品混合熔融，其流動性大大提高，混合十分均勻，最后將制得的玻璃化程度極高的熔片進行X射線熒光光譜分析，誤差比使用普通熔劑減少70％。
實施例2按質(zhì)量配比稱取下列組分Li2B4O788份Li2CO318份Ca2CO34份LiF0.01份將以上組分混合后研磨均勻，再與鋁土礦樣品混合熔融，其流動性大大提高，混合十分均勻，最后將制得的玻璃化程度極高的熔片進行X射線熒光光譜分析，誤差比使用普通熔劑減少75％。
實施例3按質(zhì)量配比稱取下列組分Li2B4O778份Li2CO310份Ca2CO32.5份LiF0.01份將以上組分混合后研磨均勻，再與含SiO2約為95％的樣品混合熔融，其流動性大大提高，混合十分均勻，最后將制得的玻璃化程度極高的熔片進行X射線熒光光譜分析，誤差比使用普通熔劑減少73％。
權(quán)利要求
1.用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑，其特征在于它由以下重量配比的成分構(gòu)成Li2B4O775-95份 Li2CO33-20份 Ca2CO32-5份LiF0.01份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑，其特征在于它由以下重量配比的成分構(gòu)成Li2B4O785-90份 Li2CO38-12份 Ca2CO32-3份LiF0.01份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑，其特征在于它由以下重量配比的成分構(gòu)成Li2B4O775-85份 Li2CO312-20份 Ca2CO33-5份LiF0.01份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于X射線熒光光譜分析的特效熔劑，它由以下重量配比的成分構(gòu)成Li
文檔編號C21B3/00GK1800811SQ20051004429
公開日2006年7月12日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者袁家義, 白雪冰, 呂振生 申請人:袁家義, 白雪冰, 呂振生