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1、为什么选择熔样方法;
2、怎样判断熔片的好坏;
3、如何选择熔剂;
4、如何选择熔样的条件和方法
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  目前常用的制样方法有压片法和熔融法两种。
  为了分析物质中的元素含量,我们首先要取得一些有代表性的样品物质,但是不能直接放在仪器上测量。一个原因是光谱仪上的样品夹具是固定形状的,所以要求对样品做处理。压片方法是,样品粉碎后,压成圆片状,这样就可以分析了。
  但是,理论和实验都表明,影响分析精度的因素主要有粒度效应、增强效应和矿物效应三种。
  粒度效应的表现是,样品的颗粒度不同、样品压片的表面平整度,会影响精度;
  增强效应的表现是,样品中元素的密度大时,会严重影响检测精度;
  矿物效应的表现是,同中元素处于不同结构,影响精度。如金刚石和石墨都是由C组成,但是结构不同,测量时,这种结构差异影响了精度。
  为了解决上面的问题,引入了熔融法。
  熔融就是将样品放在一种稀释熔剂中,高温加热,使得样品和熔剂充分混合,冷却后形成类似玻璃的熔片。这种处理的直接结果是稀释了元素的浓度、增大了样品表面的平整度、破坏了样品中的矿物结构形成了均匀统一的结构。所以响应地,减少了粒度效应、增强效应和矿物效应。
  一个好的熔片从外观上看,应该是均匀透明,分析表面光滑的熔片,但最重要的是熔片的数据要具有重复性好的特点。
  熔剂一般都选用硼化物,比如四硼酸锂、偏硼酸锂等等。针对不同的样品的酸碱度,选择不同配比的熔剂。一般来说,四硼酸锂是最常用的选择,加入偏硼酸锂和其他熔剂更适合酸性样品的熔解,并且可以降低熔剂的熔点,增加流动性。
  不同行业有不同的样品,有代表性的行业的样品有:
  钢铁行业经常做的样品有:原料:铁矿石,铁精矿,磁铁矿;过程控制检测:球团矿,烧结矿,炉渣;辅料:石灰石,萤石,白云石;铁合金
  行业经常做的样品有:原料:铬矿,猛矿;
  水泥行业经常做的样品有:原料:石灰石;辅料:铝矾土,黏土,高岭土等;中间过程半成品:生料,熟料;最终产品:水泥;
  电解铝、氧化铝行业经常做的样品有:原料:铝土矿;辅料:冰晶石;过程控制检测:赤泥,氢氧化铝;最终产品:氧化铝;
  地质行业经常做的样品有:土壤,岩矿,石英砂,水底沉积物等;
X射线荧光分析与制样方法
元素与原子
  我们经常说的氧、氢、碳等指的是 元素。是一类,是总称。
  一块物质中含有很多种不同的元素。而当我们说,这些不同的元素究竟有多少呢,这时问的是含有多少个这种元素的原子个数。
  物质的很多性质都是由其组成元素决定或影响的。如钢铁中C元素的多少,往往决定了钢铁的硬度等,而Cr元素就会影响其耐磨、耐酸等性能。所以在生产或研究领域,为了控制或分析材料的性质,就要测量有哪些相关元素、以及它们的浓度,即含量。在各种分析测量中,X射线荧光谱分析,就是应用广泛的方法之一。
首先,我们要识别某种材料中含有什么元素。如何获得元素的信息呢?
  原子物理学告诉我们,每种元素,都有一个能够唯一的标识其身份的信息,即特征谱线。特征谱线就是一种特定频率的光波。每个元素都固有一种固定频率的光波,不同元素的特征谱线,频率不同,而且科学实验已经计算或测定了几乎所有元素的特征谱线的频率。所以,如果我们测量到不同的频率的光波,根据已知的对应表,就可以知道含有哪种元素了。
其次,我们还要知道,这种元素的含量是多少呢?即,单位体积内,含有的这种元素的原子有多少个呢?
  由上面的方法,我们知道通过某个频率的光波可以确定某个元素的存在。而量子物理学又告诉我们,光波除了具有频率这个特征外,还有量子这个特征,及这种光,是可以数个数的,我们称之为光子数。就好象一个人不仅有身高,还有体重特征。那么,光子数反映了什么信息呢?就是我们要的元素含量,即,某个频率的光波的光子数越多,表明含有的这个元素的原子个数就越多,或简单地说,含有这个元素越多。
  所以,由上所述,如果我们能测量到某个频率的光波,就可以确定含有某个元素,如果由能测量到这个光波的光子数,就进而确定了元素的含量。但是这里要说明的是,光子数和元素的浓度有直接关系,但是不是简单的相等或正比的。为了最终确定到底光子数和浓度的关系,我们要事先做很多实验。由此可见,一旦我们找到了光子数和浓度的对应关系,只要我们测量到光子的数目,就可以最终得到元素浓度了。这种通过特征谱线的方法,分析元素含量(或浓度)的仪器就是光谱仪。而这种光谱是属于荧光波段的,所以我们称之为荧光光谱仪。
那么,这种仪器的构造是什么样的呢?
  首先,特征光谱不是随时都有的,我们就要想办法让它招致即来。常用的方法就是用一种高能的X射线照射我们分析的物质,这时,就会发射出特征荧光光谱了。由于激发用的是X光(射线),所以这种设备称为 X射线荧光光谱仪。
  物质被照射后,由于各种元素的特征光都混合在一起,所以我们用特定的专门的通道,接收不同频率的光,也就是说,不同通道就对应不元素,只要某个通道有光出来,就表明有这个元素了。
  下面看如何测量这种元素的含量。方法是我们在所有通道出口处,装上一种计量光子数目的计数器,就能计算一共有多少光子出来的。再根据我们前面讲到的光子数目和元素浓度的关系,就可以知道这种元素的原子浓度,或称元素含量了。
  一般地,所有数量的计算都是通过计算机实现的。
  如上所述,X射线荧光光谱仪由X射线产生器,元素通道、光子计数器和计算机系统组成。行内一般称:X光管、分光器、计数器和控制分析系统。
  上面谈到的光子数目和元素浓度的关系常用一条曲线表示,成为工作曲线。
  光谱仪厂家有, 荷兰Philips (现在出售给Panalytical, 帕那科),thermo-fisher(美国热电,ARL), Rigako(日本理学),日本岛津,美国、(德国)布鲁克(Bruker)。
  为了分析物质中的元素含量,我们首先要取得一些有代表性的样品物质,但是不能直接放在仪器上测量。一个原因是光谱仪上的样品夹具是固定形状的,所以要求对样品做处理,如样品粉碎后,压成圆片状,这样就可以分析了。还有一个更重要的原因是,为了提高分析精度,还要对样品进行其他处理,如熔融处理。
下面简单介绍熔融处理。
  理论和实验都表明,影响分析精度的因素主要有粒度效应、增强效应和矿物效应三种。
  粒度效应的表现是,样品的颗粒度不同、样品压片的表面平整度,会影响精度;
  增强效应的表现是,样品中元素的密度大时,会严重影响检测精度;
  矿物效应的表现是,同中元素处于不同结构,影响精度。如金刚石和石墨都是由C组成,但是结构不同,测量时,这种结构差异影响了精度。
  为了解决上面的问题,引入了熔融法。
  熔融就是将样品放在一种稀释熔剂中,高温加热,使得样品和熔剂充分混合,冷却后形成类似玻璃的熔片。这种处理的直接结果是稀释了元素的浓度、增大了样品表面的平整度、破坏了样品中的矿物结构形成了均匀统一的结构。所以响应地,减少了粒度效应、增强效应和矿物效应。
  总之,目前常用的制样方法有压片法和熔融法两种。
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