【問題的提出】

       一方面，由于碳污染無處不在、很難控制以及分光晶體本身是由含 C 元素的材質構成等原因，準確測量 C 是所有顯微分析中的一個難點，另一方面，鋼鐵和某些材料用戶，準確測量碳鋼中的碳濃度又是一件必須的事情，為此，電子探針分析中開發(fā)出了校正曲線法，實現(xiàn)碳鋼中的 C 含量準確定量分析。

       該分析方法基于————鋼中 C 含量低于 1%時，C 的 X 射線強度和濃度滿足線性關系。

       對于鋼中碳化物的 C 的定量分析仍需要 ZAF 分析方法來測量。

【測量原理】

低碳鋼中 C 含量的精確定量測定步驟

       ? 選用 4 個（或 5 個）已經(jīng)碳含量（C）的低碳鋼作為標準樣品

       ? 選擇 LDE2 晶體或 LDE2H 晶體分別對上述標準樣品進行碳的 X 射線強度測量（I） ? 利用 JXA-8230 電子探針的 Calibration Curve Quantitative Method 標準軟件及上述測量數(shù)據(jù)，可以得到如下圖所示的 I—C 直線

       ? 選擇上述 4 個標準樣品中的某一個樣品作為未知樣品，再次測量這個樣品的碳的 X射線強度 Ix，利用上述 I—C 曲線，就可以算出對應于 Ix 的 Cx ? Cx 和已知的該標準樣品的碳濃度 C 一致

       下面操作步驟是山東大學材料學院劉樹帥老師整理的詳細步驟，供大家參考。在此，我們也對他的辛勤工作表示由衷的感謝！??！

一、標樣庫的建立

1、標樣的選擇：

       需要具備含碳量低于 1%的五個鋼鐵樣品標樣；

2、分光晶體的選擇：

       利用 LDE2H 或 LDE6H 探測含量較低的 C 元素；

3、建立標樣分析條件的設置：

      （1）建立 Fe-C 標樣的標樣庫（Std.Mng）；

       （2）建立標樣的峰位及強度信息(STD)：

       首先，分析條件的選擇：

       #1：由于標樣中 C 含量較低，且 C 元素特征 X-ray 的波長較長，為了保證足夠的計數(shù)強度，加速電壓推薦設置為 15KV，束流 500nA；

       #2：電子束與樣品交互作用時，由與碳沉積等因素會對標樣中某一位置的含 C 量造成影響，因此，標樣的采集選擇同步控制法（即保持 PCD 的常開狀態(tài)），特別提醒：同步控制法中 PCD的常開狀態(tài)僅在 Accumulation 狀態(tài)下生效，定量分析時不會起作用。

       同時，標樣的采集不再進行尋峰和扣背底，縮短電子束在標樣上的駐留時間；

       #3：標樣分析位置的采集以及束斑尺寸的選擇：

       由于標樣中 C 元素的含量較低，可能存在碳含量分布不均的情況，因此，需要采用Accumulation 的方式錄入標樣位置信息（通常采用陣列的方法錄入，如選擇合適的陣列數(shù)，根據(jù)標樣選擇恰當?shù)牟介L），利用光鏡逐一核對標樣位置；推薦束斑尺寸為 50μm；

       #4：譜儀和分光晶體的選擇，C 元素峰位的標記：

       通常，根據(jù)機器配置，選擇 LDE2H 或 LDE6H 分光晶體，同時，在距離采集強度信息較遠的位置處尋峰；另外，為了盡可能的弱化碳沉積，將 Peak 采集時間由默認 10s 更改為 2s，Acquire 后獲得校正曲線；

       #5：打開校正曲線的窗口，點擊 confirm，對采集數(shù)據(jù)中偏離較大的數(shù)值進行合理的刪減， 然后重新計算平均強度（挑肥揀瘦）； 通過以上系列操作，建立起校正曲線的標樣信息。

二、未知樣品的定量分析：

       #1：加速電壓 15KV，束流 500nA；

       #2：修正方法：選擇 Calibration Curve 法，并設置尋峰和背底均為 none；

       #3：束斑尺寸：50μm，分析位置可根據(jù)需求進行設置；

       #4：分光晶體選擇 LDE2H 或 LDE6H，peak 駐留時間 2s，選擇建立的校準曲線標樣信息；

       #5：獲得微量 C 元素定量分析的結果；

Intensity & Wt. %       Group : Fe-C-STD-2       Sample : Fe-C-STD-2_0002_QNT       Page 1 

Unknown Specimen No. 1 

Path : Fe-C-Cr-Ni       Project : Fe-C-STD-2_0002 

Position No. : 1       Comment :

Stage : X= -28.5292       Y= -1.3514       Z= 10.7345 

Acc. Voltage : 15.0 (kV)       Probe Dia. : 50.0       Scan : Off 

Dated on 2019/08/20 17:42:49 

WDS only       No. of accumulation : 1 

Element       Peak(mm)       Curr.(A)       Counts       Time(s)       S.D. 

1       C         124.846       4.999E-007     23219.8       2.0           152.3

Calibration curve 

Metal       Acc. Voltage : 15.0 (kV) 

Element       Mass(%)       Atom(%)       cps/uA       S.D.(%) 

C                  0.6921       100.0000         23224.4      0.0045 

---------------------------------------------------------------------------------------

Total            0.6921       100.0000          23224.4

Unknown Specimen No. 2 

Path : Fe-C-Cr-Ni       Project : Fe-C-STD-2_0002 

Position No. : 2       Comment : 

Stage : X= -28.4311       Y= -1.7044       Z= 10.7450 

Acc. Voltage : 15.0 (kV)       Probe Dia. : 50.0       Scan : Off 

Dated on 2019/08/20 17:43:01 

WDS only       No. of accumulation : 1 

Element       Peak(mm)       Curr.(A)       Counts       Time(s)       S.D. 

1       C         124.846         4.996E-007   22449.8       2.0          149.83

Calibration curve 

Metal       Acc. Voltage : 15.0 (kV) 

Element       Mass(%)       Atom(%)       cps/uA       S.D.(%) 

C                  0.6332         100.0000        22467.8     0.0042 

---------------------------------------------------------------------------------------------

Total            0.6332         100.0000        22467.8

Unknown Specimen No. 3 

Path : Fe-C-Cr-Ni       Project : Fe-C-STD-2_0002 

Position No. : 3       Comment : 

Stage : X= -28.7638       Y= -1.7638       Z= 10.7525 

Acc. Voltage : 15.0 (kV)       Probe Dia. : 50.0       Scan : Off 

Dated on 2019/08/20 17:43:13 

WDS only       No. of accumulation : 1 

Element       Peak(mm)       Curr.(A)         Counts       Time(s)       S.D. 

1       C          124.846         4.997E-007   21204.4        2.0         145.62

Calibration curve 

Metal       Acc. Voltage : 15.0 (kV) 

Element       Mass(%)       Atom(%)       cps/uA       S.D.(%) 

C                  0.5358          100.0000       21217.2     0.0037 

----------------------------------------------------------------------------------------------

Total            0.5358          100.0000       21217.2

簡介

       有機材料如塑料等是由碳、氫、氧或氮等組成的，根據(jù)不同的特性要求還添加無機元素。

       X射線熒光分析儀能夠對有機材料中的無機元素簡便地進行定性和定量分析。應用于有機物時，不能直接檢測的碳和氫等作為平衡成分計算。下面顯示的簡便分析只需輕觸一下按鈕就能自動設定平衡成分并獲得分析結果，手動分析是在傳統(tǒng)的人工設置條件下進行的。

各種標準樣品的測試實例

PE

ABS

PS

根據(jù)《GB 8978-2002 污水綜合排放標準》，排污企業(yè)向環(huán)境中排放元素磷的限制為：0.1 mg/L（一級標準）、0.3 mg/L（二 級和三級標準）。污水中磷的測定，傳統(tǒng)的方法為磷鉬藍分光光度法，該方法樣品處理過程繁雜，對試劑及操作人員要求高，引入污染的來源多，對測量結果造成影響的因素多。由于 P-O 鍵能大，在低溫下難以解離成基態(tài)的自由原子進行測定，因此，至今未出現(xiàn)過采用 AAS 對 P 進行測定的相關資料。本文利用 PerkinElmer PinAAcle 900T AAS 對污水樣品中的 P 進行了有效測定，四個實際污水樣品回收率在 94% - 105% 之間。

PinAAcle 900T AAS

* PinAAcle AAS 采用的石墨管采用平臺涂層構造，真正實現(xiàn) STPF 技術， 樣品在石墨管中采用熱輻射方式進行受熱，溫度均一，使 P 元素可以順利原子化，同時不損傷石墨管。配合 PerkinElmer 公司ZL的無極放電燈 （EDL），讓 AAS 檢測高溫非金屬元素 P 成為了現(xiàn)實。

表 1. 實驗參數(shù)

表 2. 石墨爐升溫程序

表 3. 樣品加標回收率

圖 1. P 元素校準曲線和峰形圖，校準溶液由超純水配制，校準 點為 0、1、2、5、10 mg/L