Xrf中的误差有哪些？实现准确结果的主样制备

任何XRF分析的准确性都受到多种因素的限制，但现代仪器已经变得非常稳定和精确，以至于一种误差源现在压倒了所有其他误差源。尽管光谱干扰和仪器漂移起着作用，但X射线荧光中单一最重要、也是最可控的误差源是样品制备。

您的XRF仪器是一个高度精确的工具，但它只测量向它展示的内容。因此，结果的最终准确性不是机器能力的反映，而是您呈现给它的样品的质量和一致性的直接结果。

误差的主导来源：样品制备

XRF的基本原理是比较。仪器测量未知样品发出的荧光X射线的强度，并将其与已知校准标准的强度进行比较。如果您的样品在除感兴趣的浓度外，在物理和化学上与这些标准不完全相同，就会引入误差。

光谱仪产生和检测的X射线与样品的非常浅的层相互作用。对于较轻的元素（如Na、Mg、Al），这可能只有几微米。

该层中的任何不规则性都会产生误差。粗糙的表面光洁度会散射初级X射线，并可能吸收射出的荧光X射线，导致强度读数人为偏低。

同样，粉末中的粒度效应会引入显著误差。大颗粒或不均匀的颗粒会产生微观尺度的阴影，其中一些颗粒会阻挡X射线到达其他颗粒，并可能导致不可预测的吸收，特别是对于轻元素。

“基体”是样品中不是您试图测量的元素的所有物质。这些其他元素可能会吸收或增强您目标元素的X射线，这个问题被称为基体效应。

高质量的校准可以校正这些效应，但前提是样品是均匀的。如果您的样品是非均质的——例如，含有不同成分脉矿的矿石——微小的光束点可能会分析到不代表块状材料的区域，从而导致大的取样误差。

尽管与现代设备相比，其重要性不如样品制备，但仪器和数据处理误差仍然存在，并且必须加以理解。

光谱仪的组件，主要是X射线管和检测器，会因温度波动或简单老化而随时间推移出现性能的轻微变化。这被称为漂移。

现代仪器非常稳定，通常使用内部温度控制。然而，对于高精度分析，这种漂移是通过定期运行“监测”或“漂移校正”样品来规范化结果来管理的。

不同元素的发射线在能量光谱上可能非常接近。一个经典的例子是铅（Pb）L-alpha线和砷（As）K-alpha线之间的重叠。

复杂软件算法用于解卷积这些重叠并校正计算出的浓度。然而，在重叠严重的情况下，其中一个元素的峰值很大而另一个元素处于痕量水平时，可能会残留一个残余误差。

X射线的发射和检测是一个由泊松统计控制的量子过程。这在给定时间内计数的X射线光子数量中引入了自然的、随机的变化。

这种统计不确定性是精度的最终限制。它对于浓度非常低的元素最为显著。减少这种误差的唯一方法是增加计数时间，这可以收集更多的X射线光子，从而提高信噪比。

选择正确的方法需要在准确性的需求与时间限制和样品本身的性质等实际约束之间取得平衡。

手持式XRF“原样”分析样品可在几秒钟内提供答案。这非常快，但容易受到上述所有表面和非均质性误差的影响，最适合用于分拣或筛选，而不是定量科学。

相反，使用硼酸锂助熔剂将样品熔融成完美的玻璃盘需要大量的时间和技巧。然而，这个过程消除了几乎所有的粒度和矿物学效应，产生了尽可能准确和可重复的结果。

分析未制备的物体是非破坏性的，这对于有价值的文物、成品零件或法证证据至关重要。您必须接受此方法带来的较低准确性。

适当的制备方法，如切割样品、将其研磨成粉末以压制成压片，或将其熔融成珠，都是破坏性的。这是实现高质量、定量化学数据所必需的权衡。

为了最大限度地减少误差，您必须将制备技术与分析目标保持一致。

最终，掌握XRF更多的是掌握样品，而不是掌握光谱仪。