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【摘 要】 本文对现在光谱分析用样品名称的进行了解释与整理,并对光谱分析用样品在光谱仪器分析中的作用、相互关系、选用原则及在使用过程中的注意事项等进行了归纳和整理。
【关键词】 光谱分析用样品;仪器分析;作用
随着科技的进步,仪器科学技术进一步的发展,金属行业的快速发展,用户对所需产品的质量要求越来越高,产品标准不断提升,在生产控制上,先进的仪器分析已逐步取代传统的化学分析方法,仪器分析的广泛应用,使光譜分析用样品从品种到数量都有了更大的需求,由于仪器分析方法大都是相对分析方法,分析结果的准确性与所选用的光谱分析用样品的种类选择、质量及使用正确与否有很大的关系。
本文就目前在光谱分析中所用的光谱分析用样品的名称术语进行了解释与归纳,讨论了光谱分析用样品在仪器分析中的作用、相互关系、选用原则及在使用过程中的注意事项。
1.光谱分析用样品名称分类
1.1标准样品
光谱定量分析是一种相对分析方法,必须使用含量经过准确标定的样品来制作校准曲线或工作曲线,以确定分析样品的准确含量,这种含量经过准确标定的样品称为标准样品。国家标准对其的准确解释为:标准样品是为绘制工作曲线用的,其化学性质和物理性质应与分析样品想接近,应包括分析元素的含量范围,并保持适当的梯度,分析元素的含量需用可靠的方法定值。其基本要求是:分析元素分布均匀,化学成分可靠,组织结构、尺寸、加工方法要与分析样品基本一致,不能有偏析、裂纹、夹杂等缺陷,并经过均匀度检查符合要求。专用标准样品是定型牌号技术条件研制的标准样品。
1.2标准化样品
用“持久曲线法”进行光谱定量分析,仪器参数漂移不可避免,这就会引起工作曲线漂移,需要分析人员通过定期的“标准化”来调整,标准化样品就是标准化操作中所用的特殊样品,国家标准对其准确的解释为:标准化样品是为了修正由于仪器随时间变化引起的测量值对工作曲线的偏离,其必须均匀并能得到稳定的谱线强度比。标准化样品是可以跟更换的,但必须在旧的标准化样品用完之前试验确定新的标准化样品的光强值。瑞士ARL公司的技术资料中又将标准化样品,形象的叫做漂移校准样(setting up sample)。
1.3类型标准样品
一般由材料冶炼单位自制,市售的控制样品有时会受到因与分析样品的冶炼过程和分析方法不同的影响。主要用于修正分析样品与标准样品之间由于组织结构和化学组成不一致引起的分析结果的偏差,国外人士称为类型标准化样品,国内称之为“内控样”。其基本要求是组织结构和化学成分均匀并且要与被分析的未知样品一致,元素含量要有准确的定值,分析组成复杂样品又没有合适的标样做工作曲线时,类型标准化样品修正法是比较简洁的方法。
1.4控制样品
光谱分析的自动化程序中,用于监控仪器的漂移程度,把握恰当的仪器标准化时机,从而保证仪器正常工作状态的试样,若目标元素的测定值超出相应的规定界限,则应进行相应的标准化操作。其要求成分结构均匀,如果监控某一曲线,最好用标准样品作为监控样。
2.光谱分析用样品的应用及相互关系
在光电光谱化学定量分析过程中,先需用已知含量的标准样品先在光谱仪上测量出各元素谱线强度值或强度比,将谱线强度和已知元素的含量构成工作曲线,再测量未知试样相应元素的谱线强度,由工作曲线即可计算得出待测试样中各元素的含量,此分析方法是一种相对测量分析方法,分析结果的准确性受多种因素的影响特别是绘制工作曲线所用标准样品标准值得准确性、标准样品的均匀性、谱线干扰和基体的影响。只有争取使用适合的光谱分析用样品才能得到满意的分析结果。
2.1标准样品的应用。系列标准样品时绘制工作曲线用的,如选择不当,分析结果会产生偏差,通常它是由多块标准样品组成(建议至少用四块,如果四块标准样品中,浓度上下限相差10倍,或其中的浓度相互接近则应采用更多块标准样品,选用的系列标准样品应包含待测样品中元素的含量范围,并保持适当的梯度分布,主成分含量范围应覆盖产品技术条件中规定的上下限,并向两端适当的延伸,系列标准样品可以适用于多种牌号的分析,但其化学性质和物理性质应与待测分析样近似。
但应该注意,由于背景干扰,分析线自吸收及标准样品定值等因素影响工作曲线不能总成直线,有时采用最小二乘法拟合二次方程,通过正确的描绘工作曲线的弯曲部分,将使曲线的描绘更精确,更多点会参与工作曲线的回归计算,从而使得到的分析结果更准确,可靠。
2.2标准化样品的应用。标准化样品是为了修正由于仪器随时间变化而引起的测量值对工作曲线的偏离而用的,标准化的目的是修正仪器在中长期内发生的漂移。在光谱分析中,为直接利用原始工作曲线,就需要定期用标准化样品对原工作曲线进行漂移校正。
2.3控制样品的使用。控制样品一般是用于控制校正样品结果的标准样品,工作曲线由再校准样品进行了校准,能够和原曲线保持一致,然而由于只做工作曲线用的样品要综合考虑某元素的线性范围以及标准样品的制备方法与分析样品的差异,使得样品与标准值之间存在着物理结构和化学组成的差异,而这些差异可能导致分析结果与期望值之间存在的系统误差。
3.光谱分析结果偏差的监控
光谱分析样品必须根据分析目的,在能代表平均化学成分的部位进行取样。
判断光谱分析结果是否准确的一般方法是:对所选试样进行光谱分析后再做化学分析,然后对相应的两种分析数据的差值进行统计检验,在检验结果不一致的情况下,要考虑化学分析结果的正确性,同时对于光谱分析方法,也要考虑标准样品和控制样品的选用合适与否、分析样品激发的好坏和定量方法正确与否等。
(1)选用的标准样品和控制样品不合格时,有系列标准样品、控制样品和分析样品的组成显著不同、冶炼过程和非金属夹杂物不同及标准值不准等而引起的影响。对这种情况需要重新选定系列标准样品、控制样品或者研究校正方法。
(2)样品分析结果不好时,可能是取样方法不合适和制备时被污染等,当分析样品的产生成分偏析和缺陷时,要重新考虑取样方法。至于制备时被污染,需要重新考虑研磨材料、工具盒制备方法,查明原因。
(3)定量方法产生误差的主要原因有工作曲线绘制有误和校正共存元素影响的方法不合适,要重新考虑工作曲线或增加标准曲线数目,通过实验予以适当校正,标准样品和分析样品之间由于内标元素的差别和共存元素给分析结果带来误差,应预先求出这些元素的含量变化给分析结果带来的偏差,并予以校正。
光电直读光谱法分析速度快,可以用系列标准样品绘制工作曲线进行快速分析,采用质量可靠的有证标准样品(系列标准样品、校准样品、控制样品)是获得准确分析结果的重要保证。
参考文献:
[1]GB/T 7999-2007铝及铝合金光电直读光谱分析方法。
[2]YS/T 409-1998有色金属产品分析用标准样品技术规范(S)
[3]GB/T 17433-1998冶金产品化学分析基础术语
[4]GB/T 8005.3-2008铝及铝合金术语
[5]瑞士ARL用户手册2005版
【关键词】 光谱分析用样品;仪器分析;作用
随着科技的进步,仪器科学技术进一步的发展,金属行业的快速发展,用户对所需产品的质量要求越来越高,产品标准不断提升,在生产控制上,先进的仪器分析已逐步取代传统的化学分析方法,仪器分析的广泛应用,使光譜分析用样品从品种到数量都有了更大的需求,由于仪器分析方法大都是相对分析方法,分析结果的准确性与所选用的光谱分析用样品的种类选择、质量及使用正确与否有很大的关系。
本文就目前在光谱分析中所用的光谱分析用样品的名称术语进行了解释与归纳,讨论了光谱分析用样品在仪器分析中的作用、相互关系、选用原则及在使用过程中的注意事项。
1.光谱分析用样品名称分类
1.1标准样品
光谱定量分析是一种相对分析方法,必须使用含量经过准确标定的样品来制作校准曲线或工作曲线,以确定分析样品的准确含量,这种含量经过准确标定的样品称为标准样品。国家标准对其的准确解释为:标准样品是为绘制工作曲线用的,其化学性质和物理性质应与分析样品想接近,应包括分析元素的含量范围,并保持适当的梯度,分析元素的含量需用可靠的方法定值。其基本要求是:分析元素分布均匀,化学成分可靠,组织结构、尺寸、加工方法要与分析样品基本一致,不能有偏析、裂纹、夹杂等缺陷,并经过均匀度检查符合要求。专用标准样品是定型牌号技术条件研制的标准样品。
1.2标准化样品
用“持久曲线法”进行光谱定量分析,仪器参数漂移不可避免,这就会引起工作曲线漂移,需要分析人员通过定期的“标准化”来调整,标准化样品就是标准化操作中所用的特殊样品,国家标准对其准确的解释为:标准化样品是为了修正由于仪器随时间变化引起的测量值对工作曲线的偏离,其必须均匀并能得到稳定的谱线强度比。标准化样品是可以跟更换的,但必须在旧的标准化样品用完之前试验确定新的标准化样品的光强值。瑞士ARL公司的技术资料中又将标准化样品,形象的叫做漂移校准样(setting up sample)。
1.3类型标准样品
一般由材料冶炼单位自制,市售的控制样品有时会受到因与分析样品的冶炼过程和分析方法不同的影响。主要用于修正分析样品与标准样品之间由于组织结构和化学组成不一致引起的分析结果的偏差,国外人士称为类型标准化样品,国内称之为“内控样”。其基本要求是组织结构和化学成分均匀并且要与被分析的未知样品一致,元素含量要有准确的定值,分析组成复杂样品又没有合适的标样做工作曲线时,类型标准化样品修正法是比较简洁的方法。
1.4控制样品
光谱分析的自动化程序中,用于监控仪器的漂移程度,把握恰当的仪器标准化时机,从而保证仪器正常工作状态的试样,若目标元素的测定值超出相应的规定界限,则应进行相应的标准化操作。其要求成分结构均匀,如果监控某一曲线,最好用标准样品作为监控样。
2.光谱分析用样品的应用及相互关系
在光电光谱化学定量分析过程中,先需用已知含量的标准样品先在光谱仪上测量出各元素谱线强度值或强度比,将谱线强度和已知元素的含量构成工作曲线,再测量未知试样相应元素的谱线强度,由工作曲线即可计算得出待测试样中各元素的含量,此分析方法是一种相对测量分析方法,分析结果的准确性受多种因素的影响特别是绘制工作曲线所用标准样品标准值得准确性、标准样品的均匀性、谱线干扰和基体的影响。只有争取使用适合的光谱分析用样品才能得到满意的分析结果。
2.1标准样品的应用。系列标准样品时绘制工作曲线用的,如选择不当,分析结果会产生偏差,通常它是由多块标准样品组成(建议至少用四块,如果四块标准样品中,浓度上下限相差10倍,或其中的浓度相互接近则应采用更多块标准样品,选用的系列标准样品应包含待测样品中元素的含量范围,并保持适当的梯度分布,主成分含量范围应覆盖产品技术条件中规定的上下限,并向两端适当的延伸,系列标准样品可以适用于多种牌号的分析,但其化学性质和物理性质应与待测分析样近似。
但应该注意,由于背景干扰,分析线自吸收及标准样品定值等因素影响工作曲线不能总成直线,有时采用最小二乘法拟合二次方程,通过正确的描绘工作曲线的弯曲部分,将使曲线的描绘更精确,更多点会参与工作曲线的回归计算,从而使得到的分析结果更准确,可靠。
2.2标准化样品的应用。标准化样品是为了修正由于仪器随时间变化而引起的测量值对工作曲线的偏离而用的,标准化的目的是修正仪器在中长期内发生的漂移。在光谱分析中,为直接利用原始工作曲线,就需要定期用标准化样品对原工作曲线进行漂移校正。
2.3控制样品的使用。控制样品一般是用于控制校正样品结果的标准样品,工作曲线由再校准样品进行了校准,能够和原曲线保持一致,然而由于只做工作曲线用的样品要综合考虑某元素的线性范围以及标准样品的制备方法与分析样品的差异,使得样品与标准值之间存在着物理结构和化学组成的差异,而这些差异可能导致分析结果与期望值之间存在的系统误差。
3.光谱分析结果偏差的监控
光谱分析样品必须根据分析目的,在能代表平均化学成分的部位进行取样。
判断光谱分析结果是否准确的一般方法是:对所选试样进行光谱分析后再做化学分析,然后对相应的两种分析数据的差值进行统计检验,在检验结果不一致的情况下,要考虑化学分析结果的正确性,同时对于光谱分析方法,也要考虑标准样品和控制样品的选用合适与否、分析样品激发的好坏和定量方法正确与否等。
(1)选用的标准样品和控制样品不合格时,有系列标准样品、控制样品和分析样品的组成显著不同、冶炼过程和非金属夹杂物不同及标准值不准等而引起的影响。对这种情况需要重新选定系列标准样品、控制样品或者研究校正方法。
(2)样品分析结果不好时,可能是取样方法不合适和制备时被污染等,当分析样品的产生成分偏析和缺陷时,要重新考虑取样方法。至于制备时被污染,需要重新考虑研磨材料、工具盒制备方法,查明原因。
(3)定量方法产生误差的主要原因有工作曲线绘制有误和校正共存元素影响的方法不合适,要重新考虑工作曲线或增加标准曲线数目,通过实验予以适当校正,标准样品和分析样品之间由于内标元素的差别和共存元素给分析结果带来误差,应预先求出这些元素的含量变化给分析结果带来的偏差,并予以校正。
光电直读光谱法分析速度快,可以用系列标准样品绘制工作曲线进行快速分析,采用质量可靠的有证标准样品(系列标准样品、校准样品、控制样品)是获得准确分析结果的重要保证。
参考文献:
[1]GB/T 7999-2007铝及铝合金光电直读光谱分析方法。
[2]YS/T 409-1998有色金属产品分析用标准样品技术规范(S)
[3]GB/T 17433-1998冶金产品化学分析基础术语
[4]GB/T 8005.3-2008铝及铝合金术语
[5]瑞士ARL用户手册2005版