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EDXRF分析聚乙烯塑料中有害元素Cr、Br、Cd、Hg和Pb....................................................................................................................1
EDXRF 法聚酯表面Si 镀层厚度分析.........................................................................................................................................................4
EDXRF法 表面镀Ag 厚度分析.....................................................................................................................................................................6
EDXRF同时测定焊锡中As, Pb,和 Bi............................................................................................................................................................8
关于油漆涂层中有害元素铅的分析报告..............................................................................................................................................11
塑料中痕量元素的EDXRF 分析报告.........................................................................................................................................................13
塑料中痕量Zn的浓度测定EDXRF 分析报告............................................................................................................................................17
塑料中重元素的分析..................................................................................................................................................................................19
塑料材料中卤素Cl 元素分析 QUANT’X仪器的高灵敏度特点使用报告..........................................................................................21
渣样中多元素EDXRF分析............................................................................................................................................................................24
铝矾土成份的 ED-XRF 分析.........................................................................................................................................................................31
催化剂中多元素EDXRF分析........................................................................................................................................................................34
油滤中多元素EDXRF分析............................................................................................................................................................................41
粘合剂中多元素EDXRF分析........................................................................................................................................................................45
工具钢中9元素的 EDXRF 同时分析...........................................................................................................................................................49
水中多元素EDXRF分析.................................................................................................................................................................................50
催化剂中Pb的浓度测定 X-射线荧光能谱仪法....................................................................................................................................62
头发中痕量元素测定的ED-XRF方法分析报告.....................................................................................................................................69
硅晶片上PZT厚度的测量..........................................................................................................................................................................72
晶圆片(Al, Ti, Ta)薄膜厚度测量 X-射线荧光能谱仪分析方法..........................................................................................................76
ARL QUANT'X 能量色散X射线荧光光谱仪在硬盘工业中的应用....................................................................................................79
磷酸的分析..................................................................................................................................................................................................81
EDXRF法分析空气滤膜..............................................................................................................................................................................83
EDXRF 法分析 WEEE/RoHS 指令要求的有害物质和产品...................................................................................................................85
应用报告Note:
EDXRF分析聚乙烯塑料中有害元素Cr、Br、Cd、Hg和Pb杨 德 辉
ThermoFisher Scientific Corporation
摘要 本文叙述了一种分析聚乙烯塑料中有害元素的EDXRF
方法。它已经广泛使用于工厂和检测机构的WEEE/ROH’S检测。
引言
聚乙烯塑料是使用最广泛的塑料之一，用途不同，功能不同，添加剂不同，很多塑料中所含的元素繁
多，其中不少是对人体有害的元素。从执行WEEE/RoH’S指令和环保的角度都应该对其含量进行分析。
能对塑料中小量及微量元素分析的方法很多，用得最多的是ICP、AA和分光光度法，但它们都需要化学
前处理，不适合大量样品的筛选或普查。EDXRF不需要化学前处理，能同时快速分析多元素，适合于大
量样品的筛选或普查。本文叙述了一种分析聚乙烯塑料中有害元素的EDXRF方法。它已经广泛使用于工
厂和检测机构的WEEE/ROH’S检测。
仪器 Quant’X型EDXRF, 电致冷Si(Li)检测器, Wintrace软件, ThermoFisher 制造, US.
采谱条件
12 KV, Al 滤片, 50”. S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu
24 KV, Pd 厚滤片, 50” As, Br, Hg, Pb
48 KV, Cu 薄滤片, 50” Sr, Cd, Sb, Ba
谱处理机 均采用XML(拟合)法提取强度.
分析技术 基本参数法
标准样品 欧盟BCR-680, 681(颗粒状)及纯TiO2
样品制备 无
结果
1) BCR-680的谱图:
1
图2. BCR-680 的24 KV, Pd thick 滤片谱图
图 3. BCR-680 的48 KV, Cu thin 滤片谱图
2
讨论
1)聚乙烯塑料中除了CH以外，还有各种功能添加剂和众多杂质元素。在EDXRF测定时，样品中的各种成份元素会因对X-射线的吸收和增强效应而相互影响，所以应对各种成份元素，特别是含量大和原子序数较高的元素同时测定。2)如果需要给出S、CI的分析结果，就将采谱条件中的12KV、Al滤片改为12KV、纤维素滤片。3)采用基本参数法可以使方法在共存元素含量波动时能继续使用。4)聚乙烯塑料是轻质材料，X-射线的饱和厚度较大，样品在测试时厚度应为10-12mm，否则结果将偏低。5)样品的形状（如块状和颗粒状）对结果亦会有一定影响，应尽可能和标样一致。6)增加采谱时间将能提高检测的精度并降低检测限。
结论
用EDXRF方法分析聚乙烯塑料中的有害元素Cr、Br、Hg、Pb和Cd已经成功地广泛用于工厂和检测机构的WEEE/RoH’S检测。
3
应用报告Note: 090512
EDXRF 法聚酯表面Si 镀层厚度分析
ThermoFisher Scientific
引言
为了评价QuanX 系统对3M公司感兴趣应用的性能, 分析了一套10个样品.
步骤:
仪器: QuanX
样品制备: 不需要. 样品是在聚酯表面上有一富含Cl 的镀层, 再镀Si. 样品圆形, 大小适合塑料样品杯, 直
接放在样品盘上.
激发条件: 由于其物理性质, Si 这样的低原子序数的元素应使用低电压, 高电流的激发条件. 计数率通量
高计数会高些, 低则分辨率好些测量时间要长些. 在本实验中, 感兴趣元素浓度低, 峰高比分辨率更加重
要. 为了求得更好的精度, 试验了两个条件.
谱处理: 谱先经数字滤波扣除本底, 再用XML峰拟合法提取峰强度.
结果:
精密度
对样品1-2进行10次测量, 得到如下结果:
表 1.
很明显, 计数率通量中等时SD较小, RSD较大, 而计数率通量高时SD较大但RSD较小. 这样, 在未知样分析时
就采用高计数率通量.
关 键 词• 金属表面Si镀层分析• 荧光能谱法
4
样品 1-2 是兰色, 2-B 红色和6-5 黄色. Si K 道的计数为4760.
结论:
分析结果表明QuanX 系统具有精密, 快速测量低浓度Si 的能力.
5
应用报告Note: 090511
EDXRF法 表面镀Ag 厚度分析
ThermoFisher Scientific
September 25, 2001
引言:
镀 Ag 样品, 边长~15 mm. 用两种仪器, Omicron 和QuanX进行分析. Omicron 用于观测Ag 的分布, 而 QuanX 用
于测定镀层厚度
步骤:
仪器: QuanX EC.
Omicron 系统, 100 W Mo靶 X-射线管, 8滤光片, 分辨率优于175 eV的 Si(Li) LN检测器, 使用自动精密XYZ样品台.
激发条件:
用了三种分析时间 5, 10 和 30 秒以研究对精度的影响.
定量分析: QuanX 操作软件采用基本参数法(FP)计算镀层厚度.
* 可以使用与分析样品的结构和成份不同的标样.
• 可以用纯元素为标样进行”半无标样”分析; 甚至在无纯元素时以相邻元素的标样为参考. 本实验中, 以
Micromatter Co.的薄膜Ag 标样进行校正.
结果:
QuanX测定厚度
结果如下表1. 即使分析时间仅5”, 其精度也优于1% (rsd).
Omicron 测定表面分布
关 键 词• 金属表面Ag 镀层分 析• 荧光能谱法
电压(kV) 电流(mA) 采谱时间(s) 滤光片 分析元素
50 0.26 10 s Cu thin Ag
6
图 1. Zr, Ag 和 Sn 的300微米分辨率分布图
采集了Zr, Ag, Sn, La, Au, 和 Pb的元素分布图. 在 Ag 的分布图中可以明显地看出有缺陷处, 有些地方厚度不匀(红色至橙色).
结论:
分析结果表明Thermo NORAN 的两种EDXRF 仪器可以成功地应用并具有不同的功能. QuanX 能快速提供高精度的厚度结果. Omicron –可以高分辨率地观测到表面的缺陷(否则会被忽略) , 其定量分析速度和准确度与QuanX类似.
图2. La, Au 和 Pb的300微米分辨率分布图
7
应用报告Note: 090513
EDXRF同时测定焊锡中As, Pb,和 Bi
李 涛
Thermo Fisher EDXRF 应用工程师
摘要：采用Quant’X型EDXRF的Wintrace软件, 可以完全剥离
As, Pb, 和 Bi之间的谱峰重叠, 同时测定As, Pb, 和 Bi, 能够满足
WEEE/RoH’S法规的检测要求.
引言 电子器件的WEEE/RoH’S检测中焊锡是检测对象之一. 焊锡中经常同时存在As, Pb,和 Bi. As的Ka和Pb的
La线重合, 如果软件的重叠峰剥离功能好, 就能消除As, Pb的相互干扰. Pb和Bi的峰也有一定的重叠, 特别在
Bi含量较大的时候, 影响更大. 所以, 仪器的性能和软件的功能对焊锡中As, Pb, 和 Bi的准确测定有重要的
影响. 本文以焊锡为例, 叙述用EDXRF同时测定As, Pb, 和 Bi.
仪器 EDXRF, Quant’X型, 电致冷Si(Li)检测器 , Wintrace软件, ThermoFisher出品, US.
采谱条件 28KV, Pd thick 滤片, D3.5 mm准直器, 空气, 80秒.
谱处理 As Ka, Pb Lb, Bi La 均用XML(拟合法)提取强度
标准样品 云南锡业制备的标样 GSB 04-1829-2005. 其中As, Pb, 和 Bi.的含量见表一
样品制备 无结果1)GSB 04-05的谱图如图1.
图1. GSB 04-05的能谱图(部分, 经放大)
关 键 词• 焊锡中As,Pb和Bi 同时分技术• 荧光能谱法
表一. 标样 GSB 04中As, Pb, Bi.的含量(ppm) ---------------------------------------------- NO. Pb As Bi ---------------------------------------------- GSB-04-02 16 100 19 GSB-04-03 130 480 49 GSB-04-04 760 990 200 GSB-04-05 1620 1920 500 ----------------------------------------------
8
得到的工作曲线见图2-4.
图2. As 的工作曲线
图3. Pb的工作曲线
9
图 4. Bi的工作曲线
2) GSB 04-03 的测试结果见表2. 表2. GSB 04-03 的精密度测试结果, ppm ------------------------------------------------ No. Pb As Bi ------------------------------------------------ X1 479 135 47.6 X2 461 154 54.2 X3 483 142 59.8 X4 457 134 58.6 X5 463 154 50.7 X6 458 143 42.9 X7 468 142 46.3 ------------------------------------------------- X 467 138 51.4 SD ±10.2 ±9.9 ±6.4 RSD ±2.2% ±7.2% ±12.4% ------------------------------------------- X- X0 - 13 + 8 + 2.4 (X-X0)/X0 -2.7% + 6.2% + 4.9% -------------------------------------------讨论
1) Quant’X优于155 eV的分辨率可以很好的分离相邻谱峰, 其3.5 mm的晶体厚度与SDD的0.3 mm比, 对重元
素有更高的检测效率, 其15 mm2的活性区面积更有利于对微量元素的检测.2) 从谱图中可以看到谱峰有重叠, 但是在有标样的情况下, 用XML法剥离重叠峰可以得到满意的结果.
结论
采用Quant’X型EDXRF的Wintrace软件, 可以完全剥离As, Pb, 和 Bi之间的谱峰重叠, 同时测定As, Pb, 和 Bi，能
够满足WEEE/RoH’S法规的检测要求.
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应用报告Note:
关于油漆涂层中有害元素铅的分析报告
实验目的：验证使用美国ThermoFisher公司QUANT'X型X荧光分析仪检测油漆涂层中有害元素铅（Pb）的
可行性及分析精度。
实验仪器：美国ThermoFisher公司QUANT'X型能量色散X荧光分析仪
实验样品：用户提供的涂漆铝板，已知漆层中铅含量300ppm
实验步骤：1、在仪器上建立分析铅含量的应用，以用户提供的样品为标样，进行校正。
2、以用户提供的样品为未知样，以100秒分析时间，连续重复10次，考察结果的平均值
（Average）和标准偏差（Std.Dev.）。
仪器工作条件：探测器：高灵敏度Si(Li)晶体探测器，晶体面积15mm,晶体厚度3.5mm，电制冷方式。
高效端窗X-光管。Rh靶。工作电压：28KV工作电流：0.44mA
选用Pd滤光片。数字脉冲处理器，处理数据死时间47%。
结果见表1。
3、以用户提供的样品为未知样，以200秒分析时间，连续重复12次，考察结果的平均值
（Average）和标准偏差（Std.Dev.）。
结果见表2。
11
样品采谱见附图。
结论：美国ThermoFisher公司QUANT'X型能量色散X荧光分析仪在分析油漆涂层中低含量的有害元素铅时
具有足够的精度，完全可以胜任对被测样品的筛分工作。
建议：1、校正应用曲线时再增加1-2个300ppm以下的标样，可以进一步提高分析结果的准确度。
2、增加分析时间可以进一步提高分析结果的精度。"
12
应用报告Note:20090102
塑料中痕量元素的EDXRF 分析报告 Thermo Fisher Scientific
Anton Kleyn7.14, 2001
引言:
11个样品提交Thermo NORAN 作定量分析:
• 样品 1a 和 1b 都是 金属材料但是沉积时间不同. 1a含有许多金属”斑点”并具有比1b强得多的磁性.
• 样品2-4是矿粉. “a” 是原材料, “b”是磨成的粉.
• 样品5-7 是各种沉积物.
步骤:
仪器: QuanX EC 系统.
样品制备: 不需要. 样品放在样品杯中直接测定.
激发条件:
13
测定的精密度和元素在材料中的浓度有直接的关系, 低浓度的元素应该用较长的采谱时间才能得到较高的计数, 才有较好的精密度. 这些样品中有些元素含量低需要较长的测量时间, 总的测量时间约需30’.
谱处理: 谱经数字滤波扣除本底, 再用XML峰拟合法提取净峰强度.
定量分析: 用基本参数法(FP). FP 技术能校正基体效应并方便于定量分析:• 能使用与样品成份相差很多的标样. 例如,可以用纯元素或化合物校正不同氧化态的元素. 纯金和纯铂片能用于分析含这些元素的样品. • 减少了准确分析需要的标样数. 这样, 可以用同一个方法分析宽范围的未知成份. 全部11个样品只需要用三个标样: Pt, Au 和 NBS 2710 土壤标样.• 能对个别元素甚至整个样品进行无标样分析. 如Hg 能用Pb为参考进行分析, Ag 可以 Ba为参考进行分析.• 未被XRF直接测量的成份, 如氧或有机物的影响可以进行计算. 这种功能扩大了XRF的应用范围, 有些样品中氧含量达50%时仍可分析.
结果:见P.5的表. 主成份用黑体字, 贵金属元素用金色底以便于观看. 谱见P.6. 样品中除 Cl, Ag, Pt 和 Au以外, 其它元素均假设以相应的氧化物存在. 在分析条件下, Au 和 Pt 的检测下限约15 ppm, Ag 约20 ppm. 11个样品中仅样品5 和 7高于检测限 . 样品 5 含近 44% Pt, 而样品7 约0.4% Ag. 样品5 也含约 0.05% Pd, 但标中未报告.
结论:分析结果表明QuanX 系统只用少量易得的纯元素标样和NBS标样就能够对未知样品的很宽的元素成份进行定量分析.
14
图 1 样品5 (兰色) and 6 (红色) 显示 Pt 和 Fe峰. 样品 5中的Pt约 44% Pt. 图2是其放大.
图 2. 样品 5 和 6 的放大图. 还显示除Fe 和 Pt外的小峰. 样品6(红色)中的 Pb浓度约 0.01%, Fe浓度 ~0.24% .
15
图 3. 样品1b-4b的重叠谱. 注意到均未发现 Pt 或 Au.
图 4. 样品7 和 2b的谱. 样品 7 含 ~0.37% Ag 和 7.0% Pb.
16
应用报告Note:20090105
塑料中痕量Zn的浓度测定EDXRF 分析报告 Thermo Fisher Scientific
4. l 4, 2006引言:
Quant’X 系统上用8个标样和简单的线性校正测定Abbott Laboratories 的9个PVC未知样, 分析痕量水平的Zn.
步骤:
仪器: Quant’X
右图显示样品室内主要部件的位置.
样品制备: 不需要.
激发条件:
在EDXRF技术中, 测量时间是影响测量精度的主要因素, 分析时间长将改善检测限.
谱处理:
数字滤波扣除本底, 用最小二乘方的方法拟合参考谱提取峰强度(XML).
定量分析: 简单的线性校正.
结果
双击此表还能看到 Zn 的校正曲线和谱.
收集了采谱时间300”和 60”的两套数据. 总的来说, 其重现性和最低检测限相差一倍, 这是由于计数时间和
统计之间的平反成反比的关系. 换句话说, 计数时间5倍将可改善检测限~5 或 ~2.24倍. 若计数时间更长
(如600”)时, 将使Zn 的检测限降至低于 1 ppm.
样品报告见附录(Appendix A).
结论:
分析结果表明Quant’X 系统能检测塑料中的Zn 能达到低于~1 ppm 的水平(采谱 10’), 浓度为70 ppm 时RSD约
~1.5%.
Standard(ppm)
Conc. % RSD LDL (ppm) Conc. % RSD LDL (ppm)
35 #08 35.2 2.8 1.6 34.9 7.2 3.535 #11 35.3 2.4 1.6 35.5 4.6 3.550 #03 50.0 2.1 1.7 50.2 3.8 3.950 #08 50.2 2.5 1.7 49.5 4.5 3.970 #07 70.0 1.6 1.9 71.0 3.2 4.370 #09 70.3 1.4 1.9 69.6 2.9 4.3
Sample
Conc. % RSD LDL (ppm) Conc. % RSD LDL (ppm)
053-1 12.9 6.6 1.3 12.9 7.4 2.9053-2 13.3 6.8 13.8 17.8053-3 12.9 3.8 12.9 13.8
062-1 12.8 5.9 1.3 12.0 19.5 2.8062-2 13.1 4.4 13.7 12.7062-3 14.0 7.1 12.9 9.0
087-1 59.1 1.4 1.8 58.6 3.1 4.1087-2 58.2 2.0 58.0 1.8087-3 57.7 1.7 59.0 3.0
300 seconds (HCR) 60 seconds (HCR)
Results for Standards (10 replicates)300 seconds 60 seconds
Results for Unknown Samples (6 replicates)
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附录 A: 样品分析报告
EDXRF Analysis ReportThermo NORAN
Sample List: Abbott 50 ppm No 3 Analyzed: 03/27/02 02:43 PM Technique: Linear Calibrated: 03/27/02 02:22 PM Method File: C:\...\Abbott.MTH Software version: 2.2.0 48
条件 电压 26 kV 电流 1.92 mA 活时间 60 seconds Preset counts 0 滤光片 Pd Medium 气氛 Air 最大能量 20 keV 计数通量 高
结果
元素 浓度 不确定性 峰, cps 本底, cps1 Zn 51.122 ppm 0.57648 ppm 45.484 33.436
2 Zn 49.976 ppm 0.57598 ppm 44.464 34.319
3 Zn 51.153 ppm 0.57789 ppm 45.511 33.795
4 Zn 49.436 ppm 0.57399 ppm 43.984 34.256
5 Zn 50.183 ppm 0.57754 ppm 44.648 34.562
6 Zn 50.183 ppm 0.57754 ppm 44.648 34.562
7 Zn 48.118 ppm 0.57417 ppm 42.811 35.479
8 Zn 48.748 ppm 0.57279 ppm 43.372 34.542
9 Zn 51.286 ppm 0.57804 ppm 45.63 33.717
10 Zn 49.341 ppm 0.57541 ppm 43.9 34.727
18
应用报告Note: 41901
关键词• ARLQUANTX• EDXRF•塑料，PVC• WEEE/RoHS
塑料中重元素的分析ARL QUANT'X 能量散X射线荧光光谱仪
引言
塑料生产中重金属已延用多年，同时，塑料已成
为货物的生产和包装的主要材料，然而，塑料和
含塑货物降解和回收已经导致重金属毒物进入环
境的问题，认识到这些影响，消费规模和废弃物
的增长，欧洲的和日本的强制推行新的规定，监
测包括塑料在内的产品的制造，再循环和降解
过程中危险物质的水平，以防止危险毒物进入环
境。
废弃，电气和电子设备（WEEE）和限制危险
物质（RoHS）规定已经为几种金属（特别是
Pb,Cd,Hg,Br和Cr）设定了最高允许限，EDXRF是
这些解决方案中快速，易用，可靠方面最合适的
设备。
X射线荧光能谱仪（EDXRF）是分析各种状态，形
状，大小物体中无机元素的快速，经济的技术，
与其他分析技术相比，EDXRF最明显的优点是快
速，样品制备极少（大多情况下不需要制备）无
损。
Thermo ARL QUANT'X荧光能谱仪是一种为实验室
和制造环境中的分析需要设计的科学仪器，它的
强大功能和灵活性能最大程度地满足你生产与广
泛范围的元素分析应用。
核心和结果
本报告证明ARL QUANT'X进行聚氯乙烯（PVC）中
Cd和Pb的快速分析时具有高的精密度和低的检测
限，三种商品标样的参考值如下：
Cd PPM Pb PPM
Std 1 <0.1 5 8 +/-2
Std 2 35 +/- 3 89+/-6
Std 3 85+/- 6 837+/-52
Table 1: Reference values of the standards used
19
图1 含Cd35ppm(黑色)和85ppm（红色）PVC能谱图的比较
结论
这些结论表是能够准确和快速地进行WEEE/RoHS
分析,分析的总时间仅60秒,除了测定指定的元素
以外, ARL QUANT'X能快速对未知物进行定量分
析,这是由于它有高灵敏度的Peltier致冷检测
器。另外,其它元素也可以同时检测,在本应用
中,可以加入WEEE/RoHS中也规定要检测的Hg, Cr
和Br而不必增加分析时间,再加ARL QUANT`X便于
现场运输,所以对现场进行快速,准确和可重复的
环境分析也是理想的.
Page 4 of
能量，Kev
能量，Kev
图2 含Pb35ppm(黑色)和85ppm（红色）PVC能谱图的比较
图3 PVC中Cd的校正曲线
图4 PVC中Pb的校正曲线
Cd Pb
LoD 0.9 ppm 1 ppm精密度 1 .8 @ 35 ppm 5.2 @ 89 ppm精密度 3 .7 @ 85 ppm 14.1 @ 837 ppm
表2 检出限(LOD)和精密度
20
应用报告Note: 090514
塑料材料中卤素Cl 元素分析
QUANT’X仪器的高灵敏度特点使用报告
Thermo Fisher Scientific
EDXRF Lab.
7. 12, 2007
引言:
继欧盟的RoHS指令要求之后，国际间已陆续将对其它有害元素列为必要的监控。无卤素材料检测仅是
被要求检测的内容之一，其它增加检测的元素如 As, Sb, Ba等。
问题的提出：在卤素元素中Br（35）, I （53） 元素较容易检测，但由于Cl元素在原子序数中排列为17号
元素，对于一般的荧光能谱仪（EDXRF）来说，由于Cl元素特征Ka能量较低, Ka = 2.622eV.容易受到空气中
的各种离子或氩气 Ar 的影响。检测存在一定的困难，必须对分析条件做出较大的调整。
本文，通过实验说明，使用ARL QUANT’X 荧光能谱仪对上述Cl元素的检测问题，由于采用电制冷Si(Li)
15mm2 高灵敏度晶体探测器技术，可以在大气条件下完成这个Cl 的检测任务。
国际电工协会: IEC 6124902021 无卤素要求：
氯化合物的总量小于：900ppm
溴化合物的总量小于：900ppm
总卤素（氯+溴）的化合物的最大量小于：1500ppm
步骤:
仪器: ARLQuanX PCD
探测器技术：电制冷探测器
探测器晶体：Si(Li) 晶体 （高灵敏度高效率晶体）
晶体面积: 15mm2
晶体厚度：3mm
滤光片技术： 有8种条件选择
X-光管: 高效50W光管，4-50KV 可任意选择激发。
准直器：可有6 种选择
样品制备: 不需要.
样品直接放在样品杯内.
下面是颗粒样品为， 681和 680标样
样品元素数据：
关 键 词• 在RoHS检测中Cl的 测定技术• 荧光能谱法
21
激发条件:
采谱时间 100 秒或60秒选择 EDXRF的测量时间将影响测量的精度, 也将影响检测限. 所以, 采用适当
的采谱时间是重要的.
滤光片技术：Celluose
X-光管: 高效50W光管，4-50KV 可任意选择激发。
准直器：8mm
样品680
分析条件下，QUANT’X 测量 Cl ：
红色线为真空条件（Ar 在真空条件下，没有峰）
680 样品 60秒 680 样品 100秒
样品681分析条件，QUANT’X 测量 Cl ：
22
红色线为真空条件（Ar 在真空条件下，没有峰）
681 样品 60秒 681 样品 100秒
如需要进行定量分析，ARL QUANT’X 近三个分析条件可完成全部元素测定工作
大气条件下680样品 连续10次分析精密度结果，60秒分析时间
结果:
ARL QuanX 测定塑料样品中Cl含量在 大于 20 ppm -范围时，可以不使用真空的条件。 根据
ARLQUANT’X 实验表明：使用大气条件下60秒测定时间，完全满足无卤素分析的检测要求。根据
用户对Cl的检测要求，适当延长检测时间到100秒， 这样可以提高对Cl的分析精度，是误差降到
更低。
根据同时观察的结果: ARL QUANT’X 仪器在同样的条件下不仅满足Cl的测定要求，同时也可对S 进
行同时测定。
该实验还表明该仪器在从P 15号元素开始，当元素浓度大于20ppm 时，可在大气条件下完成浓度
的测定工作
23
应用报告Note: 09053
渣样中多元素EDXRF分析
Thermo Fisher Scientific Products EDXRF Analysis Report
引言:
一套6个渣样提交分析Mg, Al, Si, P, Ca, Ti, Mn 和 Fe. 样品
已经用熔融的渣样快速冷却法制成约3 mm 厚的黑色
玻璃平片.
步骤:
仪器: QuanX-EC
样品制备:
样品直接放入样品杯中分析.
激发条件:
谱处理:
谱经数字滤波扣除本底, 再用XML 峰拟合方法提取峰强度.
定量分析:
强度校正法.
结果:
重复性: (击此表可打开嵌入的Excel 文本):
关 键 词• 渣样中多元素分析• 荧光能谱法
24
P以外的元素重复性均 <2.0%, P是一个例外---在Si 的大峰旁的一个很小的峰.
测定值和给定值符合得很好.
结论:
用QuanX-EC EDXRF 系统分析快速冷却的熔融渣样片能节省几个小时的制样时间而且不会降低精度和准确
度.
附录 A: 校正曲线
校正曲线 MgO (上) 和 Al2O3 (下)
25
校正曲线 SiO2 (上) 和 P2O5 (下)
26
27
校正曲线 CaO (上) 和 TiO2 (下)
28
校正曲线 MnO (上) 和 FeO (下)
附录 B: 样品谱
图 B1. 样品 F45407 (兰色) 和 R46997 (黄色), 对Mg, Al, Si 和 P的优化条件采谱.
29
图 B2. 样品 F45407 和 R46997 (黄色), 对Ca 和 Ti优化的条件采谱. 渣中Cr 能测到但未定量.
图 B3. 样品 F45407 和 R46997 (黄色), 对 Mn 和 Fe优化条件下采谱, Sr, Zr 和 Nb可测到但不定量.
30
应用报告Note: C9814
铝矾土成份的 ED-XRF 分析
摘 要 ED-XRF 法快速、方便地测定铝矾士中 9 个主、次量成份。其中 Al2O3的测定偏差和RSD均≤0.3%。
前言
铝钒土是制铝工业的原料，其质量控制以往主要是用化学法，比较繁杂、耗时.用ED-XRF 分析了 9 个元
素的成份， 方法快速简便。
实验部分
仪器: ARL QUANT’X 型 X-射线荧光能谱仪
仪器特点：ARL QUANT’X 型 X-射线荧光能谱仪是一种高性能的多元素同时分析系统。
元素分析范围：Na – U, 可满足多种样品类型，如固体，液体，块状，薄膜等。测量的浓度动态范围从
ppm – 100%. 可适合多基体，多元素同时分析。 8位滤光片可满足设置多种分析条件，优化分析方法。
仪器采用超大晶体的Si(Li)检测器，针对痕量元素具有超高探测灵敏度。用户可根据环境情况，选择电
制冷方式和液氮制冷方式探测器。优化输出的数字脉冲处理器，与用户友好的界面互动，极低的运行
和维护费用。
标准样品: 413, 414, 415，417，418，419，510，
GSBD 52001-92, GSBD 54001-92
工作条件: Rh靶，无滤光片，真空，准直器3mm，M通量，
10kev，12mm2 Si(Li)探测器，
Na, Mg, Al, Si, P: 6KV, 800uA, 150"
K, Ca, Ti, Fe: 16KV, 60uA, 100"
定量分析软件:二次采样综合回归法.R(5)
分析结果
校正曲线
31
32
33
应用报告Note: 09054
催化剂中多元素EDXRF分析
Thermo Fisher Scientific Products EDXRF Analysis Report
引言:
用户提交三类样品作EDXRF 分析: 催化剂小球, 金属溶液和一个合金. 开发了相应的分析方法.
步骤:
仪器: QuanX 系统
样品制备: 不需要.
激发条件:
Pd催化剂小球
金属的溶液
金属样品
在XRF技术中, 测量精度和测得的计数有关. 在下表中列出了三个样品的最大和最小的计数.
很明显, 样品峰的大小和采谱时间的跨度都很大. 方法的优化应考虑到关键元素的测量精度.
谱处理: 谱先经数字滤波扣除本底, 再用XML峰拟合的方法提取峰的净强度
定量分析: 采用基本参数法(FP). 它对样品中元素之间的影响进行校正, 大大地方便了定量分析:
• 提供的标样可以和样品成份差异很大. 例如, 油中金属的标样可以用于校正水溶液中金属的灵敏度.
• 减少了进行准确定量分析所需的标样数. 这样, 就可以用同样的方法分析很宽范围的未知成份.
• 允许对个别元素甚至整个样品进行无标样分析, 并有较高的准确度. 例如, Pt用 Pb校正, Zr 用 Sr校正.
• 可以计算XRF不直接测量的成份, 如氧, 有机物,或水, 的影响. 这将XRF的应用扩大到水溶液和有机物.
关 键 词• 催化剂中多元素分析• 荧光能谱法
34
结果
Pd 催化剂小球
使用不同的X-线系为什么会得到非常不同的结果? 从下面的谱图和穿透深度图可以看出K-线的能量比L-
线高得多, 穿透深度大得多. 所以, K-线得到的是整个小球中Pd的浓度,确而L-线得到的是小球表层中Pd的
浓度. 如果, 小球中Pd的浓度均匀, 两者的结果应相同. 如果, Pd集中在表面, 则表面的浓度就会明显高于
整体.
Pd K-series Penetration
0
50
100
150
200
250
300
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
Thickness (microns)
Inte
nsity
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.5% Pd 4.5% Pd
35
所以, 表1的数据可以解读为:
本应用的主要挑战是选取适当的标样. 侭管FP法具有很大的灵活性, 理论上讲可以用地质标样分析PCI的水样. 然而, 标样越好, 结果越准.Al, Sr, Ba 和 Pb 这样的元素在油中是常分析的, 所以可以用普通的 Conostan 油标样校正Al. 但 油标样一般不标Ce 和 Pt, 即使存在. 事实上,即便油标样中有 Cu, 只含 500 ppm , 比样品中的含量低两个量级. 采用溶解一些无水CuSO4 的办法解决这个问题. 与此类似, 用NaCl 溶解于水作Cl的标样. 然而, Zr, Ce 和 Pt 就不是那么容易制备了.在这一点上, FP 技术就非常重要了. 如下表所示, 可以用油标样中的Sr, Ba 和 Pb 校正水中Zr, Ce 和 Pt的灵敏度
表 3. 使用的标样. 注意: 有些分析元素, 如Al 或 Ba 使用了两个标样校正, 而Cl 只用NaCl 溶液校正. 对 Cu 和 Pb, 用油和水溶液两种标样建立两点校正. 校正曲线见下图.
Pd L-series Penetration
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 5 10 15 20 25 30
Thickness (microns)
Inte
nsity
4.5% Pd
36
图1 Cu 校正曲线 (溶液法)
图 2 Pb 校正曲线 (溶液法)溶液连续测量10次
37
合金样品 (不锈钢网)
合金鉴定是QuanX最容易做的工作, 分析时间也短. 表 5 和 表 6 表明5”和50”的分析结果是很接近的:
表5和表6的结果是用标样304和316校正的. 基本参数法也有无标样模式, 其中荧光的灵敏度是理论计算
的. 对合金, 结果也很好, 见表7.测定时间仅5”.
注意: PCI 样品的成份很接近SS 316 - 尤其Mo和 Ni, Cr.
38
图 3 SS 316 alloy (红) 和 SS 304 (兰)的重叠谱.
SEM 对SS 304中Mo 的检测限是大于0.4%. 而QuanX 在上述条件(未对 Mo 优化)下是小于 0.07%,己于人即使
只用 5”测量时间.
氧化的(钝化)和未氧化的(光亮的)网样比较
为了准确地从未氧化的样品中区分出氧化的样品– 大数之间的小差别, 将采谱时间增加到 100”,本世纪末
其它条件未变.
Even a qualitative comparison of the two averages indicates that they are
different. However, such comparisons are often misleading, because they
imply a difference without associating any probability with it.
For this reason, the t-test for the difference between two means was used
to determine the probability that the means could, in fact, be the same.
According to the calculated value of t displayed in the table, the probability
of the two means actually being the same is less than 0.1%. In other
words, it is almost certain that the Cr concentration of the dull (oxidized)
sample is, in fact, higher than that of the shiny (unoxidized) alloy.
Similar conclusions could also be drawn with a simpler statistical approach
by calculating the standard error of the mean as the standard deviation
divided by the square root of the number of measurements made.
结论
分析结果表明QuanX 系统的多用途性及其能够快速准确分析未
知样品, 包括催化剂小, 水溶液和合金的能力.
39
[Note: Double-click on the following spectrum to see all spectra]
SUPPLEMENTAL INFORMATION: SOLUTION SPECTRA
Figure 1 Spectrum acquired under conditions optimized for Al - low voltage, no filter and vacuum.
Comments - • The Al peak of ~16,000 counts corresponds to ~ 0.64 wt % concentration, and the detection
limit for Al under these conditions is ~0.05%. • Although the Zr L-series peaks show up in this spectrum, Zr was analyzed using its K-series
acquired under different conditions (see Figure 3). • The large Cl peak of ~160,000 counts (indicated by yellow markers) overlaps with the Rh L-line
scatter off the sample (indicated by gray markers). However, such an overlap is easily resolved by the XML peak fitting routine.
40
应用报告Note: 09052
油滤中多元素EDXRF分析
Thermo Fisher Scientific Products EDXRF Analysis Report
引言:
三个油滤样品提交Thermo NORAN 的QuanX EDXRF 作定量分析.
仪器: QuanX EDXRF
样品制备 : 不需要.
样品简单铺平在样品杯的聚酯簿膜上, 使用带自旋的样品台.
激发条件
分析的时间主要去决于对精密度的要求, 它也影响检测限. 因为Ni, Nb 和 Mo 含量很低所以采谱时间长一
些.
谱处理
用数字滤波扣除本底, 再XML 峰拟合的方法提取强度.
关 键 词• 油滤中多元素分析• 荧光能谱法
41
定量分析
采用基本参数法(FP) 技术Peter Pella and Larry Feng修改过的 NRL-XRF 程序.
• 可以用不类似标样和纯元素或化合物为标样校正复杂的未知样品. 例如, 这种情况下可用 纯元素簿膜
标样分析油滤样品.
• 进行准确定量分析所需的标样数要明显少于经验系数法. 这样, 用同一套标样和方法就可以分析很宽
范围的未知样. 例如, 用相同的方法可以分析含W量相差4倍的样品.
• 有些元素无标样也能以相邻元素为参考得到准确的分析结果. 例如, Cl 和 K 可以Ca为参考得到校正.
结果:
1)样品分析结果
说明:
1)平均值和检测限以ug/cm2 表示.
2)“ND” 表示虽然观察到一个小峰, 但计算得的值低于元素的检测限. 最低检测限和样品的基体有关. 基体
轻最低检测限要低些.
3)Ag, Cd 和 W 的 检测限是人为的高, 这是因为所用计算的样品中这些元素的含量高. 其信燥比要比准确
计算检测限的痕量水平时高.
4)样品谱
图 B1 Powertech 样品的谱是在对 Al, Si 和 S测试优化的条件下采集的. 请注意 W-Al 和 W-Si 重叠. 虽然 Ag
和 W 峰在谱中有显示, 但它们是在别的条件下分析的.
42
图B2 对Cl, K, Ca, 以及 Ag 和 Cd优化条件下的样品谱. Fe, Cu 和 W 的线也显示但并不在此条件下分析,因为
本底太高. 为了更好的进行测定, 将谱水平扩展.
图 B3 Powertech 样品谱低能区的水平扩展4倍图. 注意 Cl-Ag 和 Ca-Cd-Ag 的重叠, 它将影响 高Ag 及高 Cd样品中Cl和Ca的分析.
43
图 B4 Powertech 样品低能区的垂直扩展图 以显示样品2 和 3中的小峰. 注意 K-Cd 的重叠使得高 Cd 和高 Ag 样品中测定 K 复杂化.
图 B5 对重元素和过渡元素优化的 Powertech 样品谱. Pb 和 Fe的小峰由于W and Cu的存在而变矮. 注意 Ni-W, Ni-Cu, Cu-W 和 Zn-W 重叠使得 这些成份的分析在含Cu 或 W高时复杂了.
44
应用报告Note: 09055
粘合剂中多元素EDXRF分析
Thermo Fisher Scientific Products EDXRF Analysis Report
引言:
4个3M 公司样品分析S, 标样由用户提供. 测定了分析精度.
步骤:
仪器: QuanX EC.
样品制备: 不需要.
激发条件: 7 kV, 1.80 mA, 无滤光片, 真空, 30”.
谱处理: 数字滤波扣除本底, XML拟合提取S峰的强度. 此法能准确提取峰强度而不受本底大小和峰形的
影响.
定量分析: 采用线性校正技术. 标样由用户提供.
结果:
图 1 校正曲线
首先, 注意到y-轴截距不是零. 另外,
1)曲线可能是线性的, 标样150% 错了.
1)标样 150%, 200% 和甚至 50% 都是有问题的.
2)校正曲线实际是非线性的(包括 标样150%), 而标样200% 是在线外.
下述结果是基于己于1). 捨去标样150%, 校正曲线成图2或图3. 据此,1)是合理的, 标样 150% 是错的.
关 键 词• 催化剂中多元素分析• 荧光能谱法
45
图 2 修改后的校正曲线
图 3 标样作为未知物分析, 150% 被圈起来.
46
RSD和采谱时间有很大关系, 用户可根据测定的要求确定采谱时间得到相应的RSD.
47
结论:
分析结果表明QuanX EC系统能够精密的测定样品的成份.
样品谱:
48
应用报告Note: C9803
工具钢中9元素的 EDXRF 同时分析杨德辉 教授
ThermoFisher Scientific -中国能谱部应用实验室
仪 器: ARL QUANT’X 型 X-射线荧光能谱仪
仪器特点：ARL QUANT’X 型 X-射线荧光能谱仪是一种高性能的多元素同时分析系统。
元素分析范围：Na – U, 可满足多种样品类型，如固体，液体，块状，薄膜等。测量的浓度动态范
围从 ppm – 100%. 可适合多基体，多元素同时分析。 8位滤光片可满足设置多种分析条件，优化分
析方法。仪器采用超大晶体的Si(Li)检测器，针对痕量元素具有超高探测灵敏度。用户可根据环境情
况，选择电制冷方式和液氮制冷方式探测器。优化输出的数字脉冲处理器，与用户友好的界面互动，
极低的运行和维护费用。
采集条件: Rh靶,真空,准直器3mm,中通量,10kev,150秒
Si, P, S, V, W: 无滤片,7KV, 1400uA
Cr, Mn, Fe, Ni: Ti滤片,15KV,130uA
回归模式: R(5) Ci=Ao+Ai*Ii+IiΣ(Aij*Ij)
标准样品: BHG 1201-11～15,共5块,上海第五钢铁厂
样品制备: 无
分析结果
49
应用报告Note: 09051
水中多元素EDXRF分析
Thermo Fisher Scientific Products EDXRF Analysis Report
简介
用QuanX EDXRF 系统分析了 5个水溶液样品, 其成份及含量范围如下:
步骤
仪器: QuanX PCD, 美国Thermo Thermo Scientific Products
样品制备: 直接测定, 无需制备.
采谱条件:
谱处理: 用 XML 峰拟合法提取净强度. 在XML前先用数字滤波校正本底. 这样, 可以得到每个元素准确的
净强度.
定量分析: 基本参数法(FP). 其特点是:
• 考虑元素间影响, 这对含量高的元素是重要的. 在本样品中如 Fe, Ni and Cu.
• 考虑未被XRF测量成份的影响, 如水中的O和H. 因为H2O 占样品中95%以上, 它有单个最大的基体
效应.
• 可以减少进行准确定量分析所需的标样数. 这样, 就可以用相同的方法分析范围很宽的未知样
品.
• 所用标样的成份可以和分析的样品不同. 例如, 可以用纯元素或化合物校正未知氧化态元素的
复杂混合物, 也可用一般能够得到的油中金属的标样对样品作定量分析.
• 能够进行单个元素或者整个样品的无标样分析. 有时, 某元素无标样, 可以用邻近的元素作参考,
也可以得到高的准确度, 如用Te为参考校正Sn.
分析结果见附录A. 样品3连续测量10次以测定实验的精度.大多数元素的精度均在 10% rsd以下. 例外是Ir
和 Sn, 因为其含量均在仪器的检测限以下. Se 和 Te 的测量精度相应为4.3% 和 13.4% rsd. Te的精度可以得
到改进, 只要采谱时使用Cu 2滤光片.
附录 C 显示了样品1, 3 和 5 在分析条件下的重叠谱. 另外, 还比较了不同厚度 Cu滤光片对谱的影响
硒和碲的工作曲线如下:
关 键 词• 水中多元素分析• 荧光能谱法
50
51
样品 5 (5 ppm )在工作曲线之外,
52
样品5的峰和样品1, 10的峰同样大小, 而其浓度是其两倍. S, Fe, Co, Rh 和 Pb的工作曲线见附录 B.结论:分析结果表明 QuanX PCD系统具有准确和精密分析水溶液中痕量成份的能力. 附录A:
53
54
附录 B: 工作曲线
工作曲线 S (上) 和Fe (下)
55
工作曲线 Co (上) 和 Rh (下)
56
工作曲线 Pb (上), 显示样品10在线外.
57
附录C. 样品谱
图 C-1. 样品 1, 3 和 5 的谱
Figure C-2 样品1, 3 和 5 的谱.
58
图 C-3 这是和图 C-2相同的谱, 横坐标扩大以显示 Se and Pb. 注意 Pb L 峰和 As K 峰的重叠.
图 C-4 为Te 优化的样品 1, 3 和 5的谱, 也显示了Ru, Rh 和Pd的峰.
59
图 C-5 不同厚度Cu 滤光片下的 Te 峰比较. Cu 厚滤片 (上) 和 Cu 簿滤片 (下).
60
附录 D: 程序编排举例
Sample S Fe Co Ni Cu As Se Ru Rh Pd Sn Te Ir Pt Pb% % ppm % % ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm
1 1.48 0.25 253 2.46 0.00 0.0 2.1 2.5 2.8 1.6 3.3 2.7 0.0 8.9 2.73 1.26 0.20 197 2.01 0.025 11.8 12.2 12.4 12.4 12.6 2.1 11.8 0.6 8.4 12.15 0.99 0.15 149 1.54 0.24 7.8 4.8 5.0 5.0 4.5 3.0 2.7 8.8 7.7 4.88 1.27 0.07 75 0.76 1.51 13.2 12.9 12.7 12.7 12.8 2.0 13.1 3.7 6.9 13.010 1.50 0.02 26 0.25 2.50 0.0 3.0 2.8 2.2 2.5 2.7 2.7 0.0 0.0 -0.4
Notes :
2) Ir and Sn were present below the lower detection limit of the instrument; Ir overlaps with Pt.
3) As in Samples 1 and 10 was present below the detection limit of the instrument, because of peak overlap with Pb.
1) Pb for Sample 10 came out negative (-0.4 ppm), because a non-zero intercept was used for the calibration curve. Sample 10 was an outlier and was excluded fromthe calibration
61
应用报告Note:20090108
催化剂中Pb的浓度测定 X-射线荧光能谱仪法Thermo Fisher Scientific
Anton Kleyn
引言:
用户提交三类样品作EDXRF 分析: 催化剂小球, 金属溶液和一个合金. 开发了相应的分析方法.
步骤:
仪器: QuanX 系统
样品制备: 不需要.
激发条件:
Pd催化剂小球
金属的溶液
金属样品
在XRF技术中, 测量精度和测得的计数有关. 在下表中列出了三个样品的最大和最小的计数.
很明显, 样品峰的大小和采谱时间的跨度都很大. 方法的优化应考虑到关键元素的测量精度.
谱处理: 谱先经数字滤波扣除本底, 再用XML峰拟合的方法提取峰的净强度
定量分析: 采用基本参数法(FP). 它对样品中元素之间的影响进行校正, 大大地方便了定量分析:
• 提供的标样可以和样品成份差异很大. 例如, 油中金属的标样可以用于校正水溶液中金属的灵敏度.
• 减少了进行准确定量分析所需的标样数. 这样, 就可以用同样的方法分析很宽范围的未知成份.
• 允许对个别元素甚至整个样品进行无标样分析, 并有较高的准确度. 例如, Pt用 Pb校正, Zr 用 Sr校正.
• 可以计算XRF不直接测量的成份, 如氧, 有机物,或水, 的影响. 这将XRF的应用扩大到水溶液和有机物.
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结果
Pd 催化剂小球
Table 1 PCI 催化剂小球中Pd浓度(重量%)
使用不同的X-线系为什么会得到非常不同的结果? 从下面的谱图和穿透深度图可以看出K-线的能量比L-
线高得多, 穿透深度大得多. 所以, K-线得到的是整个小球中Pd的浓度,确而L-线得到的是小球表层中Pd的
浓度. 如果, 小球中Pd的浓度均匀, 两者的结果应相同. 如果, Pd集中在表面, 则表面的浓度就会明显高于整
体.
Pd K-series Penetration
0
50
100
150
200
250
300
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
Thickness (microns)
Inte
nsity
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.5% Pd 4.5% Pd
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所以, 表1的数据可以解读为:
Table 2 PCI 催化剂小球中Pd 的浓度(重量%)
本应用的主要挑战是选取适当的标样. 侭管FP法具有很大的灵活性, 理论上讲可以用地质标样分析PCI的
水样. 然而, 标样越好, 结果越准.
Al, Sr, Ba 和 Pb 这样的元素在油中是常分析的, 所以可以用普通的 Conostan 油标样校正Al. 但 油标样一般
不标Ce 和 Pt, 即使存在. 事实上,即便油标样中有 Cu, 只含 500 ppm , 比样品中的含量低两个量级. 采用溶
解一些无水CuSO4 的办法解决这个问题. 与此类似, 用NaCl 溶解于水作Cl的标样. 然而, Zr, Ce 和 Pt 就不是
那么容易制备了.
在这一点上, FP 技术就非常重要了. 如下表所示, 可以用油标样中的Sr, Ba 和 Pb 校正水中Zr, Ce 和 Pt的灵
敏度
表 3. 使用的标样.
注意: 有些分析元素, 如Al 或 Ba 使用了两个标样校正, 而Cl 只用NaCl 溶液校正. 对 Cu 和 Pb, 用油和水溶液
两种标样建立两点校正. 校正曲线见下图.
Pd L-series Penetration
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 5 10 15 20 25 30
Thickness (microns)
Inte
nsity
4.5% Pd
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图1 Cu 校正曲线 (溶液法)
图 2 Pb 校正曲线 (溶液法)溶液连续测量10次
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表 4 PCI 溶液中金属浓度及其统计分析
合金样品 (不锈钢网)
合金鉴定是QuanX最容易做的工作, 分析时间也短. 表 5 和 表 6 表明5”和50”的分析结果是很接近的:
表 5 分析时间对PCI 样品 3结果的影响
表 6 分析时间对 SS 316结果的影响
表5和表6的结果是用标样304和316校正的. 基本参数法也有无标样模式, 其中荧光的灵敏度是理论
计算的. 对合金, 结果也很好, 见表7.测定时间仅5”.
表 7 基本参数法, 用标样和不用标样的结果比较
注意: PCI 样品的成份很接近SS 316 - 尤其Mo和 Ni, Cr.
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图 3 SS 316 alloy (红) 和 SS 304 (兰)的重叠谱.
SEM 对SS 304中Mo 的检测限是大于0.4%. 而QuanX 在上述条件(未对 Mo 优化)下是小于 0.07%,己于人即使
只用 5”测量时间.
氧化的(钝化)和未氧化的(光亮的)网样比较
为了准确地从未氧化的样品中区分出氧化的样品– 大数之间的小差别, 将采谱时间增加到 100”,本世纪
末其它条件未变.
Even a qualitative comparison of the two averages indicates that
they are different. However, such comparisons are often misleading,
because they imply a difference without associating any probability
with it.
For this reason, the t-test for the difference between two means was
used to determine the probability that the means could, in fact, be
the same.
According to the calculated value of t displayed in the table, the
probability of the two means actually being the same is less than
0.1%. In other words, it is almost certain that the Cr concentration
of the dull (oxidized) sample is, in fact, higher than that of the shiny
(unoxidized) alloy.
Similar conclusions could also be drawn with a simpler statistical
approach by calculating the standard error of the mean as the
standard deviation divided by the square root of the number of
measurements made.表 8 PCI 样品 3 和4中Cr 浓度及统计分析
67
结论
分析结果表明QuanX 系统的多用途性及其能够快速准确分析未知样品, 包括催化剂小, 水溶液和合金的
能力.
[Note: Double-click on the following spectrum to see all spectra]
SUPPLEMENTAL INFORMATION: SOLUTION SPECTRA
Figure 1 Spectrum acquired under conditions optimized for Al - low voltage, no filter and vacuum.
Comments - • The Al peak of ~16,000 counts corresponds to ~ 0.64 wt % concentration, and the detection
limit for Al under these conditions is ~0.05%. • Although the Zr L-series peaks show up in this spectrum, Zr was analyzed using its K-series
acquired under different conditions (see Figure 3). • The large Cl peak of ~160,000 counts (indicated by yellow markers) overlaps with the Rh L-line
scatter off the sample (indicated by gray markers). However, such an overlap is easily resolved by the XML peak fitting routine.
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应用报告Note: 20090107
头发中痕量元素测定的EDXRF方法分析报告ThermoFisher Scientific
Anton Kleyn10. 24, 2000
引言: 韩国汉城Alpha Science Corp.提交了一束头发样品要求分析元素成份.
步骤:
仪器: QuanX EC 系统
样品制备: 收到的样品是在塑料袋中的一束头发. 临床物理生物化学的论文 ”人发中痕量元素的分布”中
报道分析前头发洗涤对测量元素成份无明显影响. 为了提高信号强度, 尽量减少计数时间和便于操作,
将头发作成5mm宽的一束, 放在一张纸的3 cm 大小的孔上, 然后测量.
激发条件:
每个条件的计数时间均为5000 s, 因为有些元素的含量很低.
谱处理: 采集的谱经数字滤波扣除本底, 再用XML峰拟合法提取净峰强度.
定量分析: 使用有标样的基本参数法(FP). NBS 1549 脱脂奶粉, NBS 1572 柠檬叶, NBS 1575 松针, 和 NBS 1577
牛肝.
25岁女性头发中痕量元素的浓度
电压(kV)05122840
电流(mA)0.420.560.200.70
滤光片无AlPdCu
气氛真空真空空气空气
分析元素Na, Mg, Al, Si, SK, Ca, Ti, V, CrMn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Br, Hg, Pb, URb, Sr, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba
69
注 1: ND = 未检出注 2: 括号中的值是谱中看不到峰, 但软件计算得到的值.
选择的元素比: Ca:Mg = 8.3 Na:K = 11.0 Fe:Cu = 0.55 Zn:Cu = 5.7 Zn:Mn = NA
• 作为参考, Si 的浓度测得为~42 ppm.
• 作为参考, Ti的浓度测得为~0.4 ppm.
70
• 作为参考, Se的浓度测得为 ~0.13 ppm, Pb 为 ~0.23 ppm.
• 作为参考, Sr的浓度测得为 ~0.84 ppm.
71
应用报告Note:20090103
硅晶园片上PZT厚度的测量Thermo NORAN
Anton KleynApril 23, 2009
简介：
韩国Alpha Science Corp.的三个 PZT 晶圆片样品在 Thermo NORAN 荧光能谱仪实验室进行成分和厚度分析
样品结构如下图所示：
仪器：
QuanX-EC 荧光能谱仪:
50 kV Rh靶X-射线管
Si(Li) 电制冷探测器，分辨率<150 eV
8位滤光片
多种样品台选件
样品制备: 因为样品小, 均放在簿的聚乙烯支架上.分析时不需另加制备.
采谱条件: 每个样品总的分析时间为 180 秒. 分析时间长,
方法精密度会更好.
72
谱处理:
用 XML 峰拟合法提取峰强度. 谱经数字滤波扣除本底.
定量分析: 基本参数法 (FP)
• 使用的标样可以和分析的样品不类似. 在测量镀层厚度时, 可以用纯金属.
• 进行“半无标样”分析. 如分析的元素无标样, 仍可用相近的元素作标样.例如, Ta和Pt可用Ir和Pb校正.
• 用计算 alpha系数的方法校正元素之间的影响. 基体校正可改进分析的准确度.
结果:
评价 XRF 分析结果有两条:
• 重复性: 完全取决于仪器, 分析时间和使用者对设置的选择.
• 准确度: 主要取决于标样的准确度和适合程度以及度层密度的估计值, 但也受峰提取方法和校正方法
的影响.
为了评价重现性, 将样品3 (PZT-Ir-TaOx) 连续测量 20次, 结果入下:
附录A显示了三个样品的测得的成份和层厚. 很明显, 样品3中PZT中Pb 的浓度~62%明显地高于期望的
~45%. Ti and Zr 相应明显低于期望值. 下表中样品3中 Pb 和 Zr的强度比明显高于样品2和 1的 Pb和Zr比.
73
数据表明样品3中PZT层的成份和其它样品很不相同.
样品的谱见附录B.
结论:
本报告的结果表明QuanX-EC EDXRF 系统能在3分钟内测定复杂簿层结果的成份和厚度, 精度(RSD)优于 2%
rsd.
附录 A: 分析结果
附录 B: 样品谱
Figure B1 . 在对 Ti优化的条件下样品1,2,3的谱.
74
Figure B2 在对 Ir, Pt, Pb, Ta 和 Zr优化的条件下样品1,2,3的谱
75
应用报告Note:20090104
晶圆片(Al, Ti, Ta)薄膜厚度测量X-射线荧光能谱仪分析方法
Alpha Science CorporationAnton Kleyn
November 27, 2000引言:
用QuanX 系统分析7片来自韩国Alpha Science Corp.的LG Innotek晶圆片的薄膜厚度.
步骤:
仪器: QuanX EC
样品制备: 样品是有金属镀层的石英晶圆片. 不需要样品制备. 为了尽量减少衍射峰的出现, 晶圆片对X-
射线的角度需相同.
激发条件: 晶圆片有两种, 激发条件不同.
石英-Al 石英基片的Si 峰和Al峰有重叠. 在相同条件下测量Al 和 Si的峰.
石英-Ta-Al-Ti-Al-Ti 这类晶圆片(“multi B”) 必需用两个激发条件分析: 一个为分析Al 和 Ta, 另一个为分析Ti.
测量Ta 是用于校正与Al 重叠的Ta 的M线. 然而, 因为石英中Si的X-射线完全被 Ta层所吸收, 所以不测Si.
谱处理: 谱经数字滤波自动扣除本底, 再用XML峰拟合法提取净峰强度.
定量分析: 采用基本参数法(FP)测厚软件. 它能计算alpha-系数校正基体效应, 也能使用与样品结构和成份
不同的标样. 可以用无限厚的纯Al校正 Al, 用一个薄膜Ti 标样校正Ti.
正如以前曾指出过的那样, XRF不能区别成份相同的两层. 例如,样品B中的两个 Ti 层都贡献同样的Ti 峰, 不
能分别测出每层的贡献. 为此, 计算出的晶圆片B上Ti 或 Al的厚度 实际上是包括了此元素的两层的厚度.
如这两层厚度相同, 每层的厚度应表2所示值之半.
结果:
石英-Al 晶圆片
结果见表1. 并以图1-3加以说明.
• 黑色标记和线代表样品1-2, 2-2, 和 3-2. 白色标记和线代表样品1-4, 2-4 和 3-4.
• 方块 表示点1-5的层厚; 三角 表示点6-9的层厚; 点之间的连线仅表示趋向.
76
Al Layer Thickness vs. PositionAl-Quartz Samples 1-2 and 1-4
4800
4850
4900
4950
5000
5050
5100
5150
5200
5250
5300
Position on Wafer (point)
Thic
knes
s (A
)
1-2 Points 1-51-2 Points 6-91-4 Points 1-51-4 Points 6-9Precision
1 or 6 2 or 7 3 4 or 8 5 or 9
在大多数样品中, 晶圆片上Al 膜在边缘的厚度比其中心要薄. 晶圆片 2–4 似乎是例外, 需要作更多的研究如何解释.为了了解这些观察中实验误差的规律, 对晶圆片1-4的中心部位的AI层厚度进行连续20次测量. 在图1中以“+” 表示. 标准偏差() 是 16.4 A, RSD是0.32%. 这样, 在一块晶圆片上 测量中 >99.8% 的偏差会在 ± 49 A (3) 内. 超出此范围就表示镀层的不均匀性. 石英-Ta-Al-Ti-Al-Ti 晶圆片表2中的厚度值是该元素两层厚度之和的值.
77
Layer Thickness vs. PositionSample B: Ti-Al-Ta-Quartz
3500
3600
3700
3800
3900
4000
4100
4200
4300
4400
Position on Wafer (Point)
Al L
ayer
Thi
ckne
ss (A
ngs)
550
570
590
610
630
650
670
690
710
730
750
Ti Layer Thickness (Angs)
Al points 1-5 Al points 6-9 Ti PrecisionTi points 1-5 Ti points 6-9
1 or 6 2 or 7 3 4 or 8 5 or 9
Al 和 Ti 层的边缘都是最薄的, 越向中心越厚. 为了确定实验误差对观察到的Ti 厚度差别的影响, 对样品B中心的Ti进行了连续20次测量. 结果在图4中以 “+”表示, 其SD()为 2.2 A, RSD是0.66%. 换句话说, 如测得的Ti层厚度变化超过± 6.6 A (3), 就有超过99.8% 的机率此晶圆片是不均匀的.结论:
分析结果表明 QuanX 系统能够快速, 方便 和精密地测量单层和多层的晶圆片.
78
·
应用报告Note: 41900
ARL QUANT'X 能量色散X射线荧光光谱仪在硬盘工业中的应用
1.导言每天数百万使用个人电脑的人们对那些用于存储文档
和MP3文件等宝贵资料的硬盘驱动器的化学组成不清
楚。
硬盘驱动器又称为硬驱，由若干个磁盘或盘片组成。
当它读写以磁编码形式刻录在其中的数据时，这些盘
片会高速旋转。开始旋转时盘片由铝基体或特殊结构
的玻璃基体构成，在旋转过程中盘片会被若干金属镀
层以喷溅方式一层一层
依次覆盖，这些金属镀
层的厚度从10埃到200埃
不等，含有1~5种甚至更
多种元素。在硬盘产业
用语中这些盘片被称作
关键词：
·ARL QUANT'X
·能量色散X射线荧
光光谱仪
·硬盘驱动器
·磁性介质
·X射线荧光光谱
“磁介质”或简称“介质”。硬驱设备的性能很大程度上
取决于这种磁介质质量的好坏，衡量参数为镀层厚度
和表面粗糙度。相关领域的许多工程师为更好地控制
复杂的硬盘制作工艺过程在研究镀层测量技术上花费
了不少精力。
1995年，当时的IBM公司引入了大量的第一代Quan’X能
量色散X射线荧光光谱仪，这极大巩固了X射线荧光光
谱作为一种基本的在线分析工具在磁性介质领域分
析中的地位。十年后，Thermo公司生产的第二代ARL
Quan’X 产品仍然是诸多X射线荧光光谱仪中唯一能满
足随磁性介质工业不断发展变革而需要更高水平灵敏
度、重复性、运算法则的要求。
2．X射线荧光光谱与硬盘工业从本质上来说，X射线荧光光谱是一种非常理想的分
析工具。X射线对无机材料没有破坏性，它有非常宽
的动态范围，从低至几埃到10万埃（10微米），远远
覆盖了磁性介质镀层厚度的一般范围。X射线能同时
测定磁盘中所有镀层，实现了在线工艺控制和高效的
质量分析管理。
X射线荧光光谱适合分析磁性介质领域里很感兴趣的
那些元素，如：Cr, Co, Ni, Pt, Nb, Mo, Ru, Ta等，它们在空
气氛围下能以低至几个原子厚度水平的高灵敏性被检
出。
ARL Quan’X 除利用X射线荧光光谱的内在优势外,还增加
了一些特别功能，是X射线荧光光谱应用于硬盘工业
分析的唯一实用选择。
• 在110/220V电压下运行，无需任何其它附加装置、连
接线路
• 能量校准刻度很稳定，能持续数年
• 定量校准刻度可溯源，能调节至与参考方法或历史
生产数据相符
• 仅有一个消耗部件，平均更换周期为八年
• 极低的运行和维护成本
• 仪器存放占用面积小（1 m x 1 m），对放置空间大小
要求低
• 整台仪器只有两个机械运转部件
• 仪器无需任何硬件更换随时根据需要便可加入新元
素，能适应不断发展的技术水平要求
当然，仅测量元素峰是不够的，工艺工程师们一般还
需要了解镀层厚度。由于镀层结构日益复杂，仅测量
总Cr、总Co已不能为硬盘生产工艺过程提供全面的信
息。
ARL Quan’X 分析软件除具有X射线荧光光谱仪的一般功
能外，还有高级的运算法则用于测量磁性介质层、
夹层、支撑层的厚度以及总元素厚度。在诸多种多
镀层厚度测量方法设计中，ARL Quan’X磁性介质分析
软件——MagMedia Analyzer能解决“共有元素”这一问
题，这是市场上唯一出现的解决方法。比如Cr在多个
镀层上都有存在，工程师仅需确定镀层元素组成，而
这很容易从喷溅的靶标物上读取。能测到的镀层数
目仅取决于每一层所含的特有元素，比如CoCrxPtyBz /
CoCraPtbBc两磁性介质层被仪器识别为同一镀层结构，
而CoCrPtB / CrCoMo镀层却能被分别区分开来，因为这
两镀层上各有代表性的元素Pt 和Mo。
对那些没有“共有元素”的镀层或单层结构，利用ARL
Quan’X X射线荧光光谱仪能实现厚度和元素组成的同时
测定。这种同时测定在研究开发工作中能帮助判断镀
层构成和用于喷溅的靶标物是否一致。ARL Quan’X先进
的软件理论模型以无限厚度的纯元素而不是易破碎的
薄层材料为标准物实现了在线校准，仪器的控制始终
掌握在工艺工程师、开发工程师手中。而且，与光电
子能谱化学分析法及原子发射光谱法不同的是（它们
是深度分析技术，界面弯曲因素使其复杂化），X射
线荧光光谱法直接测定镀层上实际所有的原子数目信
79
号，也就是说，X射线荧光光谱分析真实、可靠。
3.典型的数据结果某玻璃基体上四种镀层结构连续测定的结果如图一所
示，每次测量时间为60秒，所有镀层的1-sigma重复性都
在1~2埃范围内。
图一
某常见磁盘上钌不足10埃厚度的10次连续测定如图二所
示，每次测量时间为三分钟。表一给出了实际的测量
数据，钌的1-sigma重复性为0.5埃。
图二
表一：某常见磁盘上钌不足10埃厚度的5次连续测定数
据，每次测量时间为三分钟
4.关注靶标物ARL Quan’X X射线荧光光谱仪在磁性介质领域的其它方
面也有应用。用于喷溅的靶标物分析测定研究正在不
断发展，目前靶标物使用者（即硬盘制造者）和提供
者都在寻求更优、更快的方法用于磁性介质设备制造
过程中出现关键变化时的质量分析控制。同样地，X射
线荧光光谱凭其内在优势——能实现快速、无损、准
确测定成为磁性介质喷溅靶标物分析的理想工具。
利用ARL Quan’X X射线荧光光谱仪对靶标物的快速分析
如表二所示，每种靶标物的测定仅用20秒，主量、微量
元素的1-sigma重复性优于0.1%，且测定结果与给定值及
ICP分析结果非常吻合。
表二：某一靶标物数次分析的数据结果及其1-sigma
80
应用报告Note: 41905
关键词• ARLQUANTX• Si (Li)检测器• 石墨和纸• 酸• X—射线荧光
磷酸的分析ARL QUANT'X 高性能X射线荧光能谱仪
引言
每年磷酸的工业用量达几百万吨。在钢铁工业，
浓磷酸用于清洗和防锈，低浓度磷酸的酸味在食
品工业中有许多应用。如碳酸饮料，啤酒，果酱
和奶酪。然而，全部磷酸的约80%是用于肥料生
产，这是因为磷对植物生长的作用。本文介绍了
浓磷酸中三个普通元素K,Ca,Fe的测定方法和结
果，这些分析用传统的湿法分析可以完成，但
EDXRF法更快，更便宜。
仪器
Thermo ARL QUANT'X有一个高灵敏度的Si(Li)检
测器，能检测从Na到U的全部元素的X—荧光射
线。虽然EDXEF对轻元素的灵敏度受一定限制，
很少用测定浓度低于1%的钠或镁。但现在其技术
上的发展，已使其应用的范围扩展到传统上是使
用更加灵敏和大型的X—荧光波谱（WDXRF）的领
域了。
全真空样品室，大活性区，低燥音Si(Li)探测器
使ARL QUAXT'X 达到了很高的灵敏度和再现性。
与大多数实验室仪器不同，其耐久的机械设计，
紧凑的外型，占位小，可以放在条件不大好的工
业环境中使用，硬件由软件控制减少了复杂的操
作。
激发条件
在EDXRF，灵敏度和精密度取决于对感兴趣元素
使用的激发条件。一个仪器如果能够更加灵活的
控制激发的效率和本底，它就会有更好的性能，
ARL QUANT'X提供了一个4-50KV高压和多达8块第
一光束滤片的优化控制本底的，实际上是无限多
种的组合。
如表1所示，每个酸样在空气气氛中5分钟内收集
2个条件的能谱
谱 KV 滤片 时间/秒 分析元素
1 8 1 200 Cl K Ca
2 16 3 100 Fe
图1 显示了不同浓度的谱和使用适当滤片扣除本
底后的Fe谱。
图1.65%H3PO4中10ppm-500ppm,Ca和Fe的谱
样品制备：
液体的XRF分析一般不需要样品制备。只要它们
是均匀的,没有可见的杂物。酸样移入配有聚丙
烯X-射线薄膜的液体样品怀,这种怀72小时不会
泄漏。为进一步保护仪器受腐蚀性样品的损害,
还可采取专门保护措施。
81
Page 4 of
表2 65%H3PO4 中K,Ca,Fe的校正曲线
校正
XRF的绝大多数工业应用是使用一级或二级标准样
品的经验系数校正方法，ARL QUANT'X随机提供的
标准软件包中有多种校正的类型和功能，包括曲线
显示等。
下面报告的结果是用系列稀释法配制的4个标样和
一个空白。以多参数回归分析法得到的，表2可以
看到很好的结果。
表3是不同浓度H3PO4 中的SEE，SEE为标称值和测
得值的平均差
在标准样没有时，可以用理论校正方法分析，理论校正（亦称为无标样方法）是一种XRF特有分析技术，大多数商业上提供的无标样算法准确较差Thermo Scientific的UniQuant软件已经为数万种无标样应用所证明，作为一个例子，表4显示了二个未知样用UniQuant 和标准曲线法分析结果的比较。
用浓度为100ppm，测量时间5分钟进行试验。表5显示再现性结果和计算得的析测限（MDL），K的析出限由于空气中Ar的重垒而受到影响，其它相邻元素（如Cl,Ti,Cr等）的灵敏度将是类似的。
结论ARL QUANT'X已经成功地用于分析H3PO4 中痕量轻元
素。在空气气氛下，简单分析5分钟Ca检测限小于10ppm，Fe小于2ppm，其速度，灵敏度，机械简单，耐用，运行成本低，使其成为现在使用H3PO4工业中用于工艺控制实验室应用中具有极好的分析价植。
标准值ppm 测得值ppmK Ca Fe
0 0 0 210 6 2 10100 96 91 90250 267 259 258500 487 496 4971000 1002 1000 1000
H3PO4 分析元素 Min Max SEEppm
40 % K 0 1000 2.7Ca 0 1000 1.8Fe 0 1000 4.6
65 % K 0 1000 6.7Ca 0 1000 5.0Fe 0 1000 3.8
表3 不同浓度H3PO4 中K,Ca,Fe的SEE
H3PO4 方法 K Ca Fe
40 % 有标样工作曲线 257 76 238无标样UniQuant 222 73 192
65 % 有标样工作曲线 658 607 337无标样UniQuant 665 723 337
表4 无标样UniQuant和经验方法结果比较再现性
K Ca Fe
MDL (ppm) 20 8 1.5平均值 98 90 931-Sigma 9 5 2
1 92 83 952 97 90 933 114 85 914 107 86 925 93 94 886 101 88 937 98 89 948 99 99 899 82 91 96
10 98 93 95
表5 测量精密度和灵敏度
82
应用报告Note: 41903
关键词• ARLQUANTX• EDXRF• 空气滤膜• 环境• 污染
EDXRF法分析空气滤膜ARL QUANT'X 高性能X射线荧光能谱仪
引言
对居民区和工业区空气污染的监测有日益增长的
要求。事实上，空气，水和土壤污染已经成为环
境保护局，相关实验室，城市发展当局和卫生部
门的主要分析项目。
X射线荧光是环保样品的最佳分析方法：
一、XRF是无损技术，能分析固体，液体，粉
末，和堆积物中F-U，一些高功率仪器能测F以下
的元素，但主要的兴趣环保领域是是监测有毒的
和重元素，EDXRF特别适合分析空气滤膜，因为
只需极少或勿需样品制备就能做，多元素和多基
体分析，XRF也能对有时是未知的各种材料作精
密和可靠的分析。
ARL QUANT'X：特点和优点
ARL QUANT'X是Thermo公司生产的高性能，台式
顶级能量色散XRF系统
ARL QUANT'X的主要特点：
● 元素范围：Na-U
● 多种样品类型
——固体或液体样品
——块状样品或薄膜样品
● 动态范围宽ppm—%
● 多基体，多元素
● 8位滤光片轮
● 10位自动样品盘
● 几种检测器可选：
—电致冷Si(Li)15mm2,分可优于155ev
—LN Si(Li)30mm2,分可优于149ev
● 可以运至现场进行分析
另外，它具有高端EDXRF的性能，而不需要其它
复杂设备例如，ARL QUANT'X有下述非常吸引
人，有用并为分析者提供高使用价值的技术特
点。
● 优化输出的数字脉冲处理
● 以太联接
● 多种准直器可选，1mm或更大
● 机械结简单，仅一个动件
● 安装不超过30分钟
● 完全和客户友好互动
● 耐用
● 运行和维护费用极低
83
样品制备和操作
分析几张含有多种元素已知浓度
的滤膜以检查这种分析技术的可
行性和方法的灵敏度。无需进行
样品制备，使用10位样品盘，它
的特点是可以适合32和47mm大小
的样品，使用的滤膜是47mm的。
激发条件
由于检测的元素多，需使用全部8
个滤片，充分发挥ARL QUANT'X
的性能，灵活性好的特点,以优化
各元素的激发条件，分析时间。
全部测量时间在120秒（活时间）
实际耗时 ~ 4分钟
定量分析
使用简单的线性校正，每个元素
的浓度值可以用相对 % 表示，也
可以滤片上的绝对含量表示，这
种分析就是用专门为薄膜分析开
发的独有算法程序，这种算法也
是基本数法，具有下列特点：
● 校正标准可以与分析的样品在
结构和成份上非常不同
● 没有标样的元素可以进行“无
标样”分析
● 基体效应校正，全部样品组分
互相的吸收影响都已被改虑。
● 厚度分析
当分析样品没有相应标准或标准
太贵时，这些特点就特别有用了
Page 4 of
图1 5个标样和1个空白在Cr-Zn优化条件下的能谱
空气滤膜上各种元素的检测限
如下面表1所示，绝大多数元素的典型检测限在1-10ng/cm2之间
表1典型的检测限
结论
本应用报告说明沉积在滤膜上的各种元素可以用ARL QUANT'X
EDXRF快速和精确地分析，分析的时间随元素数目和含量水平的不
同，每个滤膜约4分钟至10分钟. ARL QUANT'X最适合于检测限在
ng/cm2范围的有毒的和其它元素的环境样品的直接，无损和可靠
的分析。
84
应用报告Note: 41902
关键词• ARLQUANTX• EDXRF•塑料，PVC• WEEE/RoHS
EDXRF 法分析 WEEE/RoHS 指令要求的有害物质和产品ARL QUANT'X 高性能能量色散X射线荧光谱仪
引言
RoHS是欧盟对某些有害物质限制的指令,它禁
止2006.7以后在电器和电子设备中使用某些物
质。WEEE是关于电器和电子设备废弃物的它讨论
2005.8以后对不符合指令要求的产品的回收,分
类和处理，有关的元素和化合物。
WEEE/ROHS指令涉及的元素和化合物是：镉
（Cd）,汞（Hg）,六价铬（Cr(VI）,多溴联苯
（PBBs）和多溴苯醚（PBDEs），及铅（Pb）这
些指令的目的是减少对环境的污染和对人类健康
持危害。
每种元素化合物的最大允许量见表！
有关人群和机构
与WEEE/RoHS有关的人群和机构是：
● 属于指定目录中电器和电子设备的制造厂家
和销售商。
● 在自己品牌下销售其它产品者
● 产品进入欧盟成员国的进出口者
期望从2005.8起,这些产品的制造厂家将为废弃
电器和电子设备的收集,再利用,再循环和回收负
责提供资金。
ARL QUANT'X
Thermo的ARL QUANT'X 是一种高性能X-射线荧光
能谱仪
XRF筛选的优点:
● 无损测试
● 很少或无需样品制备
● 很少的操作培训就易于使用
说明:XRF是一种元素分析技术,不是针对指定的
化合物的,它提供的是总Cr和总Br的结果,所以必
须做另外的测试的定出Cr(6价)和PBB及PBDE的含
量。
ARL QUANT'X的关键特点是：
● 台式实验室EDXRF
● 元素范围：Na-U
● 样品形态：固体、液体、块状、薄膜
● 动态范围宽：ppm-%
● 多基体
● 多元素
● 多种捡测器可选：
—电致冷Si(Li)
—液氯致冷Si(Li)
● 可运至现场进行分析
另外，它具有高端EDXRF的性能而没有复杂仪器
的要求。
例如，ARL QUANT'X有下述非常诱人，有用，有
附加值的技术特点：
● 数字脉冲处理
● 以太网联接
● 灵活的样品操作，直径1mm及以上均可
● 活动部件少，仅一个动件
● 安装不超过30分钟
● 用户操作非常方便
● 便于运输到现场使用
● 运行及维护成本极低
铅 Pb (1,000ppm)汞 Hg (1,000ppm)镉 Cd (100ppm)
Cr(VI) (1,000ppm)多溴联笨 PBB (1,000ppm)多溴联笨醚 PBDE (1,000ppm)
六价铬
85
ARL QUANT'X的高度灵活性也来自其杰出的分析
特点：
● 分析项无限制
● 多种校正模式
—理论和经验模式
—纯元素标样
—典型的或用户的标样
● 完全的半定量或在
“无标样分析”
● 对不同成份或厚度的
样品作强度自动调整
● 镀层厚度分析
对测试的样品是否符合WEEE/RoHS，先化1-2分钟
作定性扫描，再做定量分析。
例如，二个样品，一个合格，另一个不合格，见
图
因为分析的材料绝大多数是聚合物或都塑基的，
所以要了解在此基体内感兴趣元素的检出限
Page 4 of
图1在1-2分钟内，ARL QUANT'X就能判断
样品是否合格
ARL QVANT`X 的性能
原子序数 元素 塑料中析出限（ppm）
24 Cr 2.035 Br 1.048 Cd 1.580 Hg 1.382 Pb 1.3
表2 5个元素在塑料中的检出限
和WEEE/RoHS指令有关的产品：
● 大型家用电器（如冰箱、洗衣机、电炉）
● 小型家用电器（如真空、吸尘器、烤面包
机、熨斗、钟、秤）
● IT和电仪设备（如计算机、复印机、电话）
● 消费性设备（如电视、照像机、音响）
● 灯光设备（如荧光灯、放电灯）
● 电器和电子工具（如钻、缝纫机、割草机）
● 玩具，休闲和运动设备（如游戏机、呼吸
机）---仅WEEE
● 监测和控制设备（如恒温器、控制面板）一
仅WEEE
● 自动售货机（如饮料机）
● 电灯泡----仅RoHS
● 家用发光体----仅RoHS
这些有害物质在电器和电子设备中的典型应用
● 汞：恒温器，传感器，开关继电器、放电灯
● 铅：PCB的焊料、CRT玻动、灯泡
● 镉：开关、弹簧、接插体、印刷电路板
（PCB）
● 六价铬：用于抗腐蚀和耐磨的金属镀层
● 多溴联笨和多溴联笨醚：PCB，接插件和塑料
盖的阻燃剂
● 镉的工业应用多种：
*镀镉的部体有好的润滑性
*抗腐蚀剂（特别是用于接插件和固定体在盐雾
条件下的保护，其电磁兼容性（EMC）是个关键
*油漆和塑料的颜料和稳定剂
*焊料
结论
ARL QUANT'X能谱仪能一次提供Pb、Cd、Hg、Cr
和Br的ppm级测试结果，它是需要试样物料快速
周转而配备高性能检测仪器的理想选择，独有
Peltier电致冷检测器不需要液氮冷却，简化了
操作，降低了运行成本，欲了解了更多的Thermo
关于WEEE/RoHS的最新进展，请访问网页：
www.thermo.com/rohs.
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