Атомно-емісійна спектрометрія з індуктивно-зв’язаною плазмою та рентгенофлуоресцентний аналіз

Содержание

Слайд 2

11.11.2015 9:35 АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА Спектрометры с волновой дисперсией

11.11.2015 9:35

АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА

Спектрометры с волновой дисперсией

Слайд 3

11.11.2015 9:35 Рентгенооптическая схема Брегга-Соллера 1 – проба; 2 – коллиматор;

11.11.2015 9:35

Рентгенооптическая схема Брегга-Соллера

1 – проба; 2 – коллиматор; 3 –

кристалл-анализатор; 4 – коллиматор; 5 – детектор; 6 – траектория перемещения детектора
Слайд 4

11.11.2015 9:35 Разрешающая способность спектрометра Разброс углов в коллиматоре

11.11.2015 9:35

 

Разрешающая способность спектрометра

 

Разброс углов в коллиматоре

 

 

 

Слайд 5

11.11.2015 9:35 Рентгенооптическая схема Йоханна Johann H.H. // Z. Phys. 1931.

11.11.2015 9:35

Рентгенооптическая схема Йоханна

Johann H.H. // Z. Phys. 1931. Bd 69.

N 3 – 4. S. 185

Рентгенооптическая схема Йоханссона

Johansson T.: Z. Phys.82 (1933), 507

Слайд 6

11.11.2015 9:35 Рентгенооптические схемы Кошуа и Дю-Монда Y. Cаuchois, 1932 J. W. Du Mond, 1930

11.11.2015 9:35

Рентгенооптические схемы Кошуа и Дю-Монда

Y. Cаuchois, 1932

J. W. Du Mond,

1930
Слайд 7

11.11.2015 9:35 Наиболее распространенные типы кристалл-анализаторов

11.11.2015 9:35

Наиболее распространенные типы кристалл-анализаторов

Слайд 8

11.11.2015 9:35 Энергодисперсионные спектрометры

11.11.2015 9:35

Энергодисперсионные спектрометры

Слайд 9

11.11.2015 9:35 Энергодисперсионный спектрометр со вторичными мишенями

11.11.2015 9:35

Энергодисперсионный спектрометр со вторичными мишенями

Слайд 10

11.11.2015 9:35 Энергодисперсионные спектрометры с 3D оптикой

11.11.2015 9:35

Энергодисперсионные спектрометры с 3D оптикой

Слайд 11

11.11.2015 9:35 Спектрометры с полным внешним отражением Рентгенооптическая схема энергодисперсионного спектрометра

11.11.2015 9:35

Спектрометры с полным внешним отражением

Рентгенооптическая схема энергодисперсионного спектрометра с двойным

полным отражением первичного излучения:
1 – рентгеновская трубка; 2, 4 – коллиматоры; 3, 5 – рефлекторы; 6 – полупроводниковый детектор; 7 – вакуумная камера; ПУ – предусилитель
Слайд 12

11.11.2015 9:35 Детекторы рентгеновского излучения Газоразрядный пропорциональный счетчик Диапазон энергий - 1…8 кэВ

11.11.2015 9:35

Детекторы рентгеновского излучения

Газоразрядный пропорциональный счетчик

 

Диапазон энергий - 1…8 кэВ

Слайд 13

11.11.2015 9:35 > 6 кеВ Сцинтилляционный детектор Газоразрядный пропорциональный и сцинтилляционный

11.11.2015 9:35

> 6 кеВ

Сцинтилляционный детектор

Газоразрядный пропорциональный и сцинтилляционный счетчики удачно

дополняют друг друга по эффективности регистрации длинно- и коротковолнового рентгеновского излучения.
Слайд 14

11.11.2015 9:35 Полупроводниковый детектор Энергия, требующаяся на создание одной пары электрон-дырка

11.11.2015 9:35

Полупроводниковый детектор

Энергия, требующаяся на создание одной пары электрон-дырка в кремнии

при 100 К, составляет 3,6 еВ

Типичное разрешение - 140-160 эВ на линии MnKα

Слайд 15

11.11.2015 9:35 Количественный рентгенофлуоресцентный анализ Факторы, влияющие на аналитический сигнал В

11.11.2015 9:35

Количественный рентгенофлуоресцентный анализ

Факторы, влияющие на аналитический сигнал

В методологическом плане проведение

количественного анализа на кристал-дифракционных и энергодисперсионных спектрометрах отличается мало.

Матричные эффекты
Физические параметры пробы

Слайд 16

11.11.2015 9:35 Матричные эффекты • поглощение пробой первичного излучения; • поглощение

11.11.2015 9:35

Матричные эффекты

• поглощение пробой первичного излучения;
• поглощение излучения определяемого элемента материалом

пробы;
• возбуждение аналитической линии флуоресцентным излучениям других элементов (вторичная флуоресценция и флуоресценция высших порядков);
• возбуждение аналитической линии первичным и вторичным рассеянным излучениями;
• возбуждение оже- и фотоэлектронами.
Слайд 17

11.11.2015 9:35 Влияние физических параметров пробы Часть объема образца, которая дает

11.11.2015 9:35

Влияние физических параметров пробы

Часть объема образца, которая дает вклад в

интенсивность аналитической линии называют «эффективным» объемом.
Образцы, для которых глубина выхода флуоресцентного излучения является меньше, чем их толщина, называют «толстыми».

 

В случае, когда толщина излучающего слоя d → 0, интенсивность аналитической линии элемента с концентрацией C уже не зависит от матрицы, то есть эффекты межэлементного влияния являются пренебрежимо малыми:

I = KCPs
где Ps – поверхностная плотность образца; Ps = ρd.

«тонкие» образцы

Слайд 18

11.11.2015 9:35 Интенсивность линий рентгеновской флуоресценции существенно зависит от формы, размера,

11.11.2015 9:35

Интенсивность линий рентгеновской флуоресценции существенно зависит от формы, размера, вида

фазы и распределения зерен пробы, в том случае, когда длина пути флуоресцентного излучения является сопоставимой с размерами зерен пробы.

 

В общем случае эффектом величины зерен в одно- и многофазных системах можно пренебречь при условии выполнения неравенства:

 

 

Слайд 19

11.11.2015 9:35 Уравнения связи аналитического сигнала и состава пробы Модель поправок по интенсивностям Математические модели

11.11.2015 9:35

Уравнения связи аналитического сигнала и состава пробы

Модель поправок по интенсивностям

Математические

модели

 

Слайд 20

11.11.2015 9:35 Физические модели Модели, которые построены на физических закономерностях с

11.11.2015 9:35

Физические модели

Модели, которые построены на физических закономерностях с учетом атомных

и аппаратурных параметров, позволяют получить данные о концентрации элементов в пробе при условии минимального количества или даже отсутствия стандартных образцов.

 

При фиксированных условиях возбуждения и регистрации рентгеновских спектров:

 

Слайд 21

11.11.2015 9:35 Метод фундаментальных параметров Метод теоретических поправок

11.11.2015 9:35

 

Метод фундаментальных
параметров

Метод теоретических
поправок

Слайд 22

11.11.2015 9:35 Метод теоретических поправок (ɑ-коэффициентов) ΔСj – разница концентраций аналита

11.11.2015 9:35

Метод теоретических поправок (ɑ-коэффициентов)

ΔСj – разница концентраций аналита в пробе

и в стандарте

αij – коэффициент влияния j-го элемента на интенсивность аналитической линии i-го элемента

Слайд 23

11.11.2015 9:35 Пробоподготовка Стадия пробоподготовки вносит наиболее существенный вклад в общую

11.11.2015 9:35

Пробоподготовка

Стадия пробоподготовки вносит наиболее существенный вклад в общую погрешность рентгенофлуоресцентного

анализа.
При оптимальном числе импульсов N=2⋅106, незначимой аппаратурной погрешности и незначительной величине фона относительное стандартное отклонение единичного результата, обусловленное статистикой счета рентгеновских фотонов, составляет ≈ 7⋅10-4, т.е. 0,07 отн. %

Существенно, чтобы образец был однородным по химическому составу и имел поверхность необходимого качества.

прямой анализ жидких проб;
прессование порошковых материалов;
сплавление;
твердофазная экстракция;
перевод в гелеобразное состояние и др.