关于研制X射线荧光微分析标准物质的探讨

将经过高温处理的土壤样品进行反复研磨后,用于X射线荧光微分析标准物质的研制,当99%的粉末粒径≤30μm时,用仪器中子活化和同步辐射X射线荧光进行元素分布均匀性和最少取样量分析,结果表明24个元素的最少取样量可以降到约1mg。

微束X射线荧光分析法鉴别激光打印机墨粉的研究

目的利用微束X射线荧光分析法(μ-XRF)研究激光打印机用墨粉的鉴别。方法利用μ-XRF对9台不同型号激光打印机用墨粉、对应的打印字迹、提取的字迹墨粉所含元素进行定性、半定量的分析。结果根据检出元素种类的不同,可将9台不同型号激光打印机用墨粉、对应的打印字迹、提取的字迹墨粉分成7类、4类、4类,区分率分别为94.4%、75%、69.4%。结论本研究所建立的μ-XRF鉴别激光打印机墨粉方法具有微区、原位无损检验等优点,对提高激光打印文件检验水平具有现实意义。

微束X射线荧光光谱分析红土中铁锰结核内部微小区域（英文）

在中国南方第四纪红土剖面中普遍发育一种黑褐色,形状规则或者不规则的新生体,由于其含有较高的Fe和Mn元素而被称为铁锰结核。铁锰结核被认为是土壤中温度、水分、氧化还原条件变化而形成的土壤新生体,因此它被认为是环境信息的良好载体。尤其是结核内部发育的环带状构造,被认识是结核形成过程气候干湿变化的结果。因此对结核内部微小区域的研究,有助与理解红土母质的风化过程以及结核的形成原因。X射线荧光光谱分析在20世纪80年代初已是一种成熟的分析方法,是实验室、现场分析主、次量和痕量元素的首选方法之一。运用帕纳科Zetium X射线荧光光谱仪的微小区域分析工具对铜陵第四纪红土中结核内部由核心至边缘的主量元素分布状况进行分析,结果表明,XRF微小区域分析功能可以快速有效的分析样品内元素的分布状况。结核内部元素分布情况来看,铜陵剖面内铁锰结核内部颜色深浅变化主要是由于Mn元素含量的变化而引起的。结核的核心Mn元素含量最高,由核心向边缘呈现高低交替变化特征。指示结核形成初期,由于气候相对干旱,Mn元素由低价离子态氧化成高价化合物后发生淀积。结核内部浅色环带Si和Al元素含量明显较深色环带高,可能代表了相对湿润的气候时期。

扫描型X射线荧光显微分析仪测定汽车零部件及内饰材料中铅、镉、汞、铬和溴

建立扫描型X射线荧光显微分析仪测定汽车零部件及内饰材料中铅、镉、汞、铬和溴等元素的方法。通过改变测量条件与测量方式选择最佳试验方法,采用成像图判断样品中是否存在目标元素。结果表明,5种元素的含量在0~300 mg/kg范围内与荧光强度成良好的线性关系,相关系数均大于0.993,样品加标回收率为82.3%~106.0%,测定结果的相对标准偏差为2.86%~6.63%(n=6)。该方法简单、快速,测定结果准确、可靠,适用于汽车零部件和内饰材料中有毒有害物质的筛选。

微束X射线荧光光谱分析检验被染黑的纸币1例

1案例资料 某年5月20日,在广州市某五星级酒店房间内,K等4名外国籍犯罪嫌疑人通过向被害人吕某、黄某演示用化学药水将被染黑的纸币复原过程骗取二人信任,继而以购买被染黑的纸币和化学药水为名,诈骗两名被害人共65万美元。

基于同步辐射μXRF的烧结烟尘微量元素测定与相关性分析

本文采用同步辐射X射线荧光光谱微区分析法(μXRF)对铁矿烧结烟尘进行多元素分析,得到16个元素(Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Hg、Na、K、Rb、Cs、Ca、F、S、Cl)的特征峰强度,分别构建出各元素相对强度的微区二维空间分布图;并采用主成分分析(PCA)对所选元素进行降维分类,进而降低利用相关性分离原理进行各元素分布特征解析时的难度。研究发现,部分元素间存在很强的相关性,第一主成分中Fe和Mn相关性系数达到0.807,第二主成分中Cu、Zn和As之间相关性系数在0.651~0.664之间。根据元素之间的线性相关关系可建立起宏量元素与微量元素之间的关系,有望预测烧结烟尘中主要有价元素、毒害元素分布特点,为铁矿烧结烟尘中微量元素的分析提供借鉴与参考。

高通量微区扫描EDXRF仪器设计

用多毛细管X射线透镜做光源的微区扫描型EDXRF仪器,围绕出射焦斑对称放置4~6个SDD探测器,设计软件控制X射线管、多个探测器、高精度移动平台,同时进行数据采集、信号同步和结果分析,从而开发完成NX-mapping高通量微区扫描型EDXRF仪器。由于多探测器的采用,该仪器的信号强度得到数倍的提升,且稳定性没有因为器件间的差异而变差,同等条件,同等用时的情况下,测试标准偏差降为单探测器时的不足40%。均匀样品2 mm×2 mm面扫描时,400个点的测试标准偏差与定点测试无差异,说明运动机构和控制算法表现优异,不会对测试结果产生影响。对于微区扫描仪器的焦斑尺寸,用“荧光刀口实验”的方法,对Fe,Ni和Mo元素进行了测试,测得三种元素的有效焦斑尺寸最小值分别为52.4,49.3和39.03μm,各元素有效焦斑尺寸随原子序数的增加而减小,这与多毛细管X射线透镜的设计原理相符;实验还发现了各元素焦斑有效尺寸在极小值处对高度变化较为敏感的规律,因此建议为了得到统一清晰的扫描图像,要保持样品表面的平整。最后用NX-mapping仪器对某单晶高温合金样品的Ni,Ta,W和Re元素进行扫描和分布分析,图像清晰,枝晶结构明显可辨,并且其中Ni∶Ka特征线强度高达220 kcps,明显高于普通的XRF测试。在NX-mapping微区扫描型EDXRF仪器中,由于多探测器的采用,信号强度高,测试精密度好,随之测试时间可以缩短,因此可以满足高通量测试的需求。

清代红绿彩瓷器无损分析研究

红绿彩瓷器是我国陶瓷史上一种重要的釉上彩瓷器,分析其彩料的化学组成和物相结构对其烧制工艺的研究有很重要的意义。但由于瓷器表面的不平整和彩料分布的不均匀性,导致其不满足传统的1 mm×10 mm线光源的X射线衍射仪对样品的测试要求。而毛细管聚焦的X射线衍射仪采用点光源的方式照射样品,毛细管X光透镜对Cu-K_(α)的能量有高达3个数量级的放大倍数,同时具有低的发散度,能实现样品直径100μm的微区和直径3 mm的常规X射线衍射分析,非常适合古陶瓷类样品矿物结构的无损分析的研究。因此,应用毛细管聚焦的微束X射线荧光谱仪和毛细管聚焦的X射线衍射谱仪对江西景德镇出土的清代红绿彩瓷的白釉和釉上彩料的化学成分和物相结构进行分析,并对红绿彩瓷彩料中2 mm×2 mm感兴趣区域内多元素分布和矿物相的分布进行了二维扫描分析。结果表明,Cu为绿彩的主要着色元素,在绿彩中的含量为0.02%,部分以Pb_(8)Cu(Si_(2)O_(7))_(3)(PDF 31-0464)晶相形式存在;Fe为红彩的主要着色元素,Fe含量为1.63%,部分Fe元素以Fe_(2)O_(3)(PDF 47-1409)的晶相形式存在;其中Pb在绿彩和红彩中的含量分别为41.49%和6.29%,其主要作用是使彩料的熔点降低,部分Pb在700~800℃的烧制过程中与Cu元素和Si元素相结合以Pb_(8)Cu(Si_(2)O_(7))_(3)(PDF 31-0464)晶相形式存在。从扫描区域内的元素分布图和晶相分布图可以看出,彩料原料中着色元素Cu和Fe的矿物晶相与Cu和Fe的元素分布不一致,表明原料中原有的Cu和Fe的矿物晶相在烧制过程中基本上都消失了,仅剩余或生成部分Fe_(2)O_(3)晶相;白釉中存在莫来石晶相,说明白釉是在高温下烧制而成;其中Pb_(8)Cu(Si_(2)O_(7))_(3)晶相的形成温度在750℃左右,因此可以进一步说明清代红绿彩的绿彩料是在低温下烧制而成。以上结果说明,毛细管聚焦的微束X射线荧光和毛细管聚焦的微束X射线衍射谱仪在文物的科技研究中有着重要的应用前景。

铅锌矿区居民头发中Pb、Fe、Cu、Zn元素的SRXRF微区分布分析与来源分析

人发中元素的微区分布与结合特征分析可为矿山环境污染与人体健康关系研究提供新证据。用同步辐射X射线荧光微区分析技术研究南京栖霞山铅锌矿区居民头发元素微区分布特征,头发毛囊根部的Pb相对强度较低,远离根部发干中Pb相对强度较高,具有与持续环境暴露相关的纵向累积特征;Fe、Cu、Zn纵向相对强度分布较稳定。发干皮质组织中Pb、Fe、Cu、Zn相对强度较高,表皮组织中Pb、Fe、Cu相对强度较低,但无Zn,髓质组织中Cu、Zn相对强度比皮质组织中稍低,Pb和Fe未检出。依据元素在头发中的分布特征,认为外源性污染来源的Pb构成居民发Pb的主要来源,Fe、Cu、Zn为内源性生理代谢来源,Cu和Zn参与了头发发育的整个生理代谢过程。在生物地球化学微小样品分析领域,同步辐射X射线荧光微区分析技术成为一门重要的分析手段。

镍基合金受熔融氟化盐腐蚀的同步辐射XRF分析

采用浸入法在750℃熔融氟化盐(LiNaKF)中进行Inconel 600、Hastelloy X、Hastelloy c-276镍基高温耐蚀合金的腐蚀实验。利用同步辐射微束X射线荧光分析(μ-XRF)及X射线衍射(XRD)对样品进行了分析测试。μ-XRF结果表明,镍基合金在熔融氟化物中的腐蚀主要为合金元素Cr的流失;XRD结果表明,Hastelloy c-276合金中的钼元素在腐蚀过程中形成Mo_2C化合态,该化合态有助于提高镍基合金在熔融氟化物中的耐腐蚀性能。

紫花苜蓿对铜的吸收、积累和耐受机制研究

采用原位微区X射线荧光分析法(In-situ micro-X-ray fluorescence spectrometry,μ-XRF)和分步提取技术,研究了苜蓿幼苗中Cu原位微区分布特征及其根茎叶中Cu的不同结合形态。结果表明,苜蓿根部富集Cu浓度高达12.06 mg/g,是茎的8倍,叶的4.9倍。微区分布结果表明,过量Cu暴露下的苜蓿根部是富集Cu的主要部位,且在根茎交界处存在Cu的阻隔屏障,以减轻过量Cu对地上部分的毒害作用。过量Cu(大于50μmol/L时)还抑制了苜蓿对Zn和Ca的向上吸收,增强了苜蓿对Fe的吸收,但对K和Mn的吸收影响不明显。亚细胞分步提取结果表明,根细胞中主要通过形成难溶的残渣态(41%)和细胞壁螯合态(20%)实现对过量Cu的固定;而在茎中则以疏水蛋白质结合态、细胞壁结合态、残渣态、水溶态等4种形式存在,以进一步减少过量Cu向叶中输送;在叶中,进入叶细胞的过量Cu主要以液泡区隔和难溶残渣态形式存在,以实现对Cu的耐受和解毒。

1200年来湖光岩玛珥湖高分辨率元素地球化学记录

本文运用同步辐射X射线荧光光谱原位微区分析方法对湖光岩玛珥湖湖泊沉积物进行了分析,以核素测年（137Cs、210Pb和AMS 14C）数据为时间标尺,获得了1200年来Ti、Fe、Cu、Zn、Rb和Br等元素含量的高分辨率数据.Br元素含量与当地气象记录降水量变化大致呈正相关,可能说明区域降水是Br元素含量变化的主要影响因素.对1200年来Br元素含量的谱分析结果表明,Br元素含量变化的准周期分别为：1.5a、1.9～2.0a、2.1～2.6a、2.9～3.0a、374～442a和221～256a.其中,年际准周期变化可能与厄尔尼诺相关,而百年尺度的变化可能与太阳活动有关.从Ti元素含量与器测数据对比来看,Ti元素含量较高的时期也对应于降水量较大的时段,降水增加可能有利于碎屑物的搬运,但植被覆盖度、粒度效应等因素对沉积物中Ti元素存在正-负反馈机制.

He^+离子辐照后Hastelloy N合金的耐腐蚀性研究

高温、辐照以及强腐蚀所引起的Hastelloy N合金的失效问题是影响熔盐堆(Molten Salt Reactor,MSR)结构材料使用寿命中的关键问题。在常温下用4.5 MeV的He+离子辐照Hastelloy N合金,吸收剂量分别为:1×1015 He+·cm-2、5×1015He+·cm-2、1×1016 He+·cm-2,采用浸入法在700°C熔融氟化盐(FLiNaK)中进行300 h腐蚀试验,研究辐照剂量对合金耐腐蚀性的影响。利用扫描电子显微(Scanning Electron microscope,SEM)、同步辐射微束X射线荧光分析(Microbeam X-ray fluorescence,μ-XRF)对腐蚀后的样品进行分析测试。结果表明,随着辐照剂量的增大,合金的耐腐蚀性逐渐减弱。μ-XRF结果表明:Hastelloy N合金在熔融氟化盐中的腐蚀主要表现为合金中Cr元素的流失。