[发明专利]一种虚拟合成标样的X射线荧光光谱基本参数法

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟合成标样的X射线荧光光谱基本参数法，属于X射线荧光光谱检测技术领域。

背景技术

合金中的化学成份复杂，需要分析的元素多,采用化学法分析试样存在检测周期长，消耗大量人力，检测成本高等缺点。X射线荧光光谱法以其分析速度快、精密度高、准确度好、试样制样方便、无损检测等优点而广泛应用于冶金、矿石、粉末等领域。但是X射线荧光光谱法对标样要求苛刻，在荧光光谱中行之有效的方法，如内标法，标准加入法，稀释法，混合配置粉末标样和熔片法等对块状金属样品都不适用。对于金属样品，各国的测试标准都规定需要成套的标准样品来建立校准工作曲线，一个牌号的材料检测需要一套同类材料的标准样品。以铁基为例要测量铁基所有牌号的成分，需要几十套，几百块的标准样品。套标的工作曲线法分析范围窄，成分分析范围不得超过套标的上下限。现今各类新合金不断涌出，尤其高校研究所的新材料。套标的研制成本大(仅为合金定值就需要至少8家参与)、周期长、市场小等原因使标样的发展跟不上检测的需求，这些给X射线荧光光谱仪成分分析增加了障碍。

由于增强和吸收的基体效应影响，X射线荧光光谱中的谱线强度和元素浓度不成正比，为了对基体效应校正，从上世纪50年代开始发展起来了经验影响系数法，但是用这样的方法迭代求解未知样品浓度时，有时会出现不收敛的情况，甚至校正后强度与浓度曲线的截距出现负值，而且经验系数法一般不能将浓度范围外推到标样浓度以外，计算经验系数需要标样数量较大(标样数应是参与校正元素的三倍)。FP法(基本参数法)则分析范围宽，全部元素参与增强与吸收效应校正，因此也更准确。FP法的计算是非常复杂的，它涉及到仪器的几何因子和各种基本参数，如：荧光产额、质量吸收系数、吸收限跃迁因子和谱线分数等。FP法需要得到测定谱线的净强度值，去除到各种干扰，包括背景强度，谱线重叠干扰强度等。一般设备制造商给出的内存的灵敏度系数库来分析未知样，只能给出半定量的结果。带标样的基本参数法，测量未知样与测量标样是在同一仪器的同样测量条件下进行的，消除了原级谱强度分布等不确定因素对分析结果的影响。如果采用FP法，使用单标(如果它的定值是足够准确的话)或少量标准样品，就可准确测量，扩大上下限，能检测同一基体所有材料，有着很大的应用前景。

发明内容

本发明解决X射线荧光光谱检测某材质成分必须依赖一套相同材质标准样品的问题，将金属材料按基体分类，针对各类合金，提出一个将标准样品与基本参数法相结合的检测方法，可为用户安装这些工作曲线，并配置长期保存曲线可靠的校正样品(5～7个)。即可实现对同一基体所有合金的成分检测，该方法具有非常实际的应用前景。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

将材料按基体分类：铁基合金、镍基合金、铜基合金、铝基合金、钛基合金、镁基合金和铅基合金等。

步骤1针对某一基体合金选取相对应的标准样品，标准样品的选取原则：

(1)先选取不少于3套含有多种元素的标准样品a，根据标准样品a选择标准样品b，再根据标准样品a和/或标准样品b选择标准样品c；

(2)标准样品a：尽可能的包含多种元素；

(3)标准样品b：包括标准样品a中缺失元素；

(4)标准样品a和标准样品b中所含元素的总和履盖该基体合金能测的所有元素；

(5)标准样品c：其中含有的某种元素比标准样品a和/或标准样品b中该种元素的含量高。

步骤2样品的制备：将样品进行打磨处理，表面磨成纹理一致的光滑平面。为避免制样中磨料对低含量的Al、Si元素的干扰，选用120#铝砂纸水磨后，测Si元素；再用120#硅砂纸水磨后，测Al和其他元素。

步骤3设置X射线荧光光谱仪(XRF)的工作条件和待测元素分析线系，测量出该基体合金中受共存元素谱线重叠干扰的元素的重叠校正系数。

步骤4利用瑞利散射线扣除背景及通道材料的影响得到每一个元素的扣除背景系数和通道材料影响系数；以铑靶的瑞利散射线为参照线用扣除谱线间重叠干扰一样的方法来扣除背景，得到每一个元素的扣除背景系数，减少测量时间和因测量背景强度所带来的误差。并用相同的方法扣除不锈钢通道材料对低含量铁、镍和铬的影响得到通道影响系数。

步骤5将步骤3得到的重叠校正系数和步骤4的扣除背景系数及通道材料影响系数添加到上述的X射线荧光光谱仪的工作条件中，对所有标准样品测定荧光强度，得到标准工作曲线。

步骤6设定虚拟合成标准样品中各元素的含量值：含量高于1％的元素取分析范围的中间值；含量低于1％的元素取分析范围的上限。