GB T 17359-1998 电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则.pdf

1、ICS 37.020 N 33 f岳2-.- . 11: ./、日丰3GB/T 17359 1998 X General specification of X-ray EDS quantitative analysis for EPMA and SE岛f1998- 05-08发布1998-12-01 国家质量投才生监督局发布GB/T 17359-1998 前写P口一- - l 在电子探针和扫描电镜微分析领域，X射线能i普分析技术在近十多年来有了飞速的发展，在金属材料研究、矿物鉴定和分析、半导体材料、冶金、地质、石油勘探等部门都获得了广泛的应用。我国已有各种能谱仪500多台，本标准规定了与电子探

2、针和扫描电镜联用的X射线能谱仪的定量分析方法的技术要求和规范.本标准由全国微束分析标准化技术委员会提出并负责技术归口.本标准由中国有色金属工业总公司北京有色金属研究总院、地矿部地质科学研究院矿床地质研究所、核工业部北京地质研究院共同负责起草。本标准主要起草人z刘安生、周剑雄、张宜.二一范围中华人民共和国国家标准电子探针和扫描电镜X射线分析通则General specification of X-ray EDS quantitative analysis for EPMA and SEM GB/T 17359-1998 本标准规定了与电子探纣和扫描电镜联用的X射线能谱仪的定量分析方法的技术要求和

3、规范。本标准适用于电子探针和扫描电镜X射线能谱仪对块状试样的定量分析.2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。3 GB/T 4930-93 电子探针分析标准样品通用技术条件GB/T 15074-94 电子探针定量分析方法通则分析方法原理在电子探针和扫描电镜等分析仪器中，应用一定能量并被聚焦的电子束轰击样品时，被轰击区发射出样品中所含元素的特征X射线，利用半导体探测器的能量色散特性，对接收的信号进行转换、放大，再经过线性放大器、脉冲处理器、多道分析器的进一步放

4、大、处理和分析，可获得各元素的特征X射线的能谱及其强度值，再通过与相应元素的标准样品的X射线能谱的对比测定，以及修正计算处理，最终可以获得被视l样品的化学组成的定量分析结果。4 射线能谱仪4. 1 X射线能谱仪的基本组成方框图如下zX射线1-.川Ji1: 1 1线性放大钊探测和|放大器|川在冲处理器，计算机多道分析器11 系统4.2 x射线能谱仪的主要组成部分4. 2. 1 x射线探测器s通常是Si(Li)半导体探测器，用于探测试样发射的X射线，使能量不同的X射线转换为电压不同的电脉冲信号。4.2.2 前置放大器z将来自探测器的信号作初级放大。4.2.3 线性放大器和脉冲处理器g将经过前Ft放

5、大器初级放大的信号作进一步放大、并进行模拟或数字化处理e4.2.4 多道分析器z将来自脉冲处理器的信号作进一步处理，完成对X射线谐的能量和强度的初步分析。4.2.5 电子计算机系统z配备有能满足能i曾分析所必须的功能完整的硬件和相应的各种分析程序软国家质量技术监督局1998- 05 -08批准1998-12-01实施GB/T 17359-1998 件，用于对从试样收集到的X射线能谱进行定性和定量分析，并输出分析结果。5 试样5. 1 各种不同种类的试样制备，应按照GB/T15074的有关规定操作5.2 将试样制成适于装入所用仪器样品座内的尺寸，并将试样分析表面磨平、抛光e5.3 试样表面要作净

6、化处理，如用无水乙醇或丙酣溶液清洗，或用超声波清洗装置进行清洗，去掉一切外来的污染物。5.4 对不允许磨光的样品，应在显微镜下观察和挑选出较为平坦的表面，以备分析用。5.5 不导电的样品要喷镀碳膜或其他导电膜。并保证与试样座有良好的导电通路。6 标准样品标准样品的选择原则.6.1 首先选用国家标准化行政主管部门批准颁发的国家级标准样品见附表1)0若尚无合适的国标时，可选用相应机构认可的研究标样(见附表幻。6.2应尽量选择成分和结构与被分析试样相近的标准样品。6.3 应检查标准祥品的有效期、表面质量(清洁度、无损伤划痕和导电性。7 测准备7.1 电子探针仪或扫描电镜的电子枪灯丝充分预热，使发射电

7、流稳定。7.2 对电子光学系统进行合轴调整。7.2.1 在电子探针仪中使电子束束斑聚焦于光学显微镜叉丝中心。7.2.2 在扫描电镜中，用扫描图像法精确测定电子束聚焦点的最佳X、Y、Z的坐标位置。7.2.3 坐标位置一旦确定，电子光学合轴系统，包括物镜电流等参数，在定量分析情况下不得再调整.7.3 x射线能谱仪z7. 3. 1 x射线能谱仪应预热30min，使其工作稳定。7.3.2 在使用有可变窗口光阑的探测器时，应选择合适的窗口直径g对计数率低的样品选用大直径的窗口光阑，对计数率高且谱峰容易重叠的样品选用小直径的窗口光阑.7. 3. 3 在定量分析时选择最佳的X射线探测器的几何条件(探头离样品

8、的距离).在分析同一样品时，应保持该几何条件不变。7.4 经常检查X射线探测器的窗口污染程度z7.4. 1 检查时可应用某一纯元素样品的高、低能量的X射线峰值强度比值来估算如Cu的K与L谱峰之比值。7.4.2 要经常保持探测器窗口清洁，当污染严重影响X射线的强度时应及时清洗窗口。7.4.3 当污染影响X射线的强度不太严重时，可通过增加X射线探测器的窗口厚度值参数进行修正。7.5 x射线能谱仪的系统检查s7. 5. 1 校检多道分析器的峰位漂移，利用能谱仪中的零位调节系统，使峰位漂移小于1道。7.5.2 校检分析器的能量刻度。7.5.3 检查多道分析器的检出效率。7.5.4 校检脉冲处理器的状态

9、，调节增益，并使噪音信号尽可能减小。7.5.5 定量分析时，应校检半导体探测器的分辨本领，对Be窗探测器，检查可用纯Cu、Co、Mn等标样进行，对超薄窗探测器还应用含F标样检查低能端的分辨本领.7.5.6 检查所得结果，手动或自动输入到计算机中，备定量时调用。7.6运行相应的X射线能谱定量分析程序.2 G/T 17359-1998 B 测量条件的选择8. 1 加速电压的选择应是样品中主要元素的特征X射线的临界激发电压的23倍以上。在定量分析时，推荐使用如下的加速电压值2常见金属和合金.25 kV 硫化物.20 kV 硅酸盐和氧化物.15 kV 超轻元素(72时，采用M线系8.3.3选择不受重登

10、峰、逃逸峰等干扰的谱线，在确定有峰干扰时应认真作谱峰剥离。8.4 计数时间设定应满足分析精密度的要求，一般为100S.或使全谱总计数量大于200000.在测量低含量元素并有精度要求时，应适当延长计数时间。使满足下式要求g式中N，一-该元素谱峰处计数gNb一-本底处计数。9 测量分析步骤9.1 分析部位的确定N , - Nb 3 .;万万9. 1. 1 在电子探针中，可用光学显微镜寻找试样表面的分析部位，确定后将分析部位置于光学显微镜的叉丝中心。9.1.2 在无光学显微镜的扫描电镜中，可用扫描图像来寻找分析部位，先使电子束聚焦，并保持图像清晰，调整电子束束斑在观察荧光屏的中心位置上。在寻找标祥和

11、试样时只移动X、Y、Z轴，而不再调整电子光学系统(包括物镜聚焦)。并使分析部位置于荧光屏的中心位置上。9.2 定性分析选用加速电压(25kV)和计数时间(100吟，检查试样中所含元素的种类和确定大致含量。9.3 建立标准样品数据库根据定性分析结果，建立或调用相应的标准样品的数据文件。建立被分析样品的文件清单(元素、价态、线系、测量条件，处理模式)等。.9. 3. 1 在完全一致的测量条件下(束流、加速电压、计数时间、放大器的增益、柬斑大小和X射线接收几何条件下(检出角、工作距离)收集标准样品的X射线能谱。在有束流或Co计数监视的条件下有些参数允许略有变化。可根据不同类型样品建立不同类型标样数据

12、库，建议建立.1)硅酸盐矿物数据库$2)硫化物矿物数据库，3)金属及合金数据库，4)其他材料数据库(临时库)。9.3.2在正式定量前，词用相应程序测量有关标准佯品，其分析结果的误差应小于允许误差。随着时间的推移，整个测量系统会产生变化(主要是效率降低、窗口污染等).需随时更新标样数据库中的标样数寸GB!T 17359-1998 据。9. 3- 3 对每个标准样品的X射线谱中选定的被测元素峰进行编辑。9. 3- 4 根据被分析试样的元素种类，挑选进行过编辑的标准样品的X射线谱，编辑并建立分析不同试样的标准样品数据文件。9.4 定量分析9.4. 1 根据样品的特征，采用合适的测量条件及调入X射线能

13、谱定量分析程序，调入或建立分析试样所需的标准样品数据文件。9.4.2 收集试样的定量分析用X射线能谱，选用与建立标样数据库完全-致的测量条件进行谱的收集。9.4.3 进行重叠i苦峰剥离选择多重线性最小二乘拟合的方法或高斯拟合法进行重叠峰的剥离。必要时应使用成分相近的标样进行验证e9.4.4 扣除本底9.4.4.1 使用不同模型，如高帽数字滤波法等扣除本底。9.4.4.2 或用设置两个本底窗口的方法进行本底扣除，这时应将本底窗口设置在最感兴趣的元素谱峰的近侧。并应尽可能将其分别设置在能谱的高、低能量段处。9. 4. 4. 3 或沿谱因本底用手动划线法扣除本底9.4.5 计算各元素的特征X射线相对

14、强度比。9.4.6 进行修正计算，修正的基本方法见GB/T15074. 10 允许误差以下规定适用于不包含超轻元素的样品。10. 1 对平坦的无水分、致密、稳定和导电良好的样品，定量分析总量偏差小子士3%。10.2 对于不平坦样品，可用三点分析结果的平均值表示，或在总量偏差小于等于土5%的情况下，如确认没有遗漏元素时，允许使用归一化值作为定量分析结果。偏差大于士5%时，只能作半定量分析结果处理。10.3 主元素(20%wt)的允许的相对误差5%;11 3% wt含量20%驯的元素，允许的相对误差10%，1% wt含量豆豆3%酬的元素，允许的相对误差30%，o. 5% wt含量1%wt的元素，允

15、许的相对误差50%。分析结果的发布11. 1 定量分析结果的报告格式参见GB!T15074.并应附有以下具体说明。11.2 应说明选用标准样品的种类、级别。11.3 应说明选用修正计51方法的名称。11.4 多数元素的能活探测极限约在0.1%wt左右，对于低于0.1%酬的分析值应有分析方法的补充说明。4 G/T 17359-1998 附表1国标主止名称一、金属及合金类标样zGSB A70123 金银Au-Ag(22K) GSB A70124 金银Au-Ag08K) GSB A70125 GSB A70122 GSB A70001 GSB A70002 GSB A70003 GSB A70004

16、 GSB A70063 GSB A70064 GSB A70065 GSB A70066 GSB A70061 GSB A70062 GSB A70057 GSB A70067 GSB A70083 GSB A70086 GSB A70087 GSB A70082 GSB A70090 GSB A70084 GSB A70092 GSB A70101 GSB A70100 GSB A70102 GSB A70103 GSB A70104 GSB A7 01l5 GSB A701l6 GSB A701l7 GSB A70095 GS:B A70078 合金Au-Ag02K) 金Au饿依佬钉Os

17、lr Rh Ru 钦铝合金T卜Al(TA4)钦铝合金Ti-Al(TA5)钦铝合金Ti-Al(TA7)钦铝合金Ti-Al(TC4)铜综合金Cu-Ni(BI0)铜银合金Cu-Ni(B30)铁络镇Fe-Cr-Ni钦锯合金Ti-Nb 暗化铺CdTe碑化伴ZnAs，咽化锅CdSe呻化锢InAs柿化铅PbTe铜镇合金Cu-Ni(B19)镇磷合金Ni-P合金。Cr20Mn2合金OCr14Ni6Mn合金5Crl0Ni12SiMo合金7Cr2NiMnAl合金10W2Mo铝续合金AI-Mg铝硅合金Al-Si(2勺铝硅合金Al-Si(5勺呻化铮ZnAs，硫化锦Sb,S, (人工二、.矿物类标样zGSB A70015

18、 硅灰石CaSiO，国家级标准样品国标GSB A70014 GSB A70016 GSB A70017 GSB A70020 GSB A70018 GSB A70022 GSB A70023 GSB A70021 GSB 033002 GSB 053002 GSB A70013 GSB A70038 GSB A70070 GSB A70069 GSB A70079 GSB A70076 GSB A70098 GSB A70099 名白铅矿PbCO，白鸽矿CaWO，顽火辉石Mg，Si，O，钗酸何KNbO，黄铁矿FeS称氯方纳石Na(A1SiO,) (Cl),l 筷铝榴石Mg，Al，Si，012铅

19、铁矿(F.Mg)Gr，O，透辉石CaMgSi，O，天然刚玉Al，O，红钦短矿MnTiO，方铅矿PbS闪铐矿ZnS辉锦矿Sb，S，硫化锯CdS脆硫饼铅矿Pb，Sb，FeSlI光线石(Cu .Fe .Al), (AsO, .PO, .SiO,) (OH), 熔融玻璃CeO，GSB A70005 GSB A70006 GSB A70007 GSB A70008 GSB A70009 GSB A70012 GSB A70011 GSB A70037 GSB A70034 GSB A70035 GSB A70036 GSB A70071 GSB A70074 GSB A70073 GSB A70072

20、GSB A70075 GSB A70093 GSB A70025 熔融玻躏Cd，O，熔融毅璃Oy，O，熔融玻璃Er，O，烙融玻璃Tm，O，熔融玻璃Lu，O，熔融玻璃Y，O，六棚化钢LaB，六砌化钳CeB，六棚化错PrB，六棚化铁NdB，五磷酸锵LaP，014五磷酸错PrPs014五磷酸钦NdP5014五磷酸是共SmP5014五磷酸饵(Er.Y)P5014锡石SnO，玻璃V-P-Pb5 GB/T 17359-1998 附表1(完)国标号名称国标号名称GSB A70026 玻璃V-P-KGSB A70029 砌酸铝钦NdAl，(BO，)GSB A70085 氧化磅TeO，GSB A70030 钦氧

21、磷酸何KTiOPO.GSB A70068 石英SiO，GSB A70032 F棚酸锁-Ba)3，O.GSB A70041 氧化铭Cr，O，GSB A70033 银酸银锁Sro.sBao GSB A70040 氧化钮MnO，GSB A70001 L惊石榴石Gd，Ga，012GSB A70042 氧化钻CoOGSB A70096 饥酸钙Ca，(VO.)，GSB A70039 氧化镇NiOGSB A70089 钦酸锁B.TiO，GSB A70097 氧化铮2nOGSB A70088 铁酸tliSrTiO, GSB A70077 方筷石MgOGSB A70106 硅酸钝Bi12Si020GSB A70

22、081 氧化弘Bi，O，GSB A70019 含棚金刚石C(B)GSB A70105 氧化铀UOGSB A70024 金刚石CGSB A70085 氧化暗TeO，GSB A70080 碳化硅SiCGSB A70027 BGO 晶体Bi.Ge3012GSB A70121 号L嫁石榴石Cd，Ca，012GSB A70031 统酸铿LiNbOGSB A70120 赤铁矿Fe，O，附表2全国微束标准化技术委员会认可的研究标样编号名称编号名称一、金属及合金类标样J24 钮Mn 11 错Ge J25 磷化锢InP J2 饥V J26 铝Mo J3 硝Te J27 鸽w J4 钦Ti J28 钮Ta J5

23、错Zr J29 妹Re J6 铁Fe J30 钝Bi J7 呻化鲸GaAs J31 铺Cd J8 铝Al J33 优Sc 9 锢In J38 钮Pd 10 铮Zn J39 续孔19J11 铜Cu J55 晒化钵ZnSe 112 镇Ni 56 镑化钢InSb 13 硅Si 14 银Ni 二、矿物类标样15 银Ag Kl 重晶石BaSO. 119 钻Co K3 歪长石(Na. K)AlSi,O. J20 锡Sn K5 错石ZrSiO. 21 锦Sb K6 菱续矿MgCO, 22 锵Cr K8 赤铁矿Fe,O, J23 铅Pb KI0 磷纪矿YPO. 6 GB/T 17359-1998 附表2(完)

24、编号名称编号名称Kl1钦铁矿FeTi03 三、稀土类标样gK12铭尖晶石(Fe. Mg) (Al. Cr. Fe),O, X2 熔融玻璃La203-CeO, K13续橄榄右(MgFe),SiO. X3 熔融玻璃Pr,OnCeO, K16钮短矿(Ta. Nd) (Mn. Fe)03 X4 熔融玻璃Nd203CeO, K17辉石CaMgSi,O, X5 熔融玻璃Sm203-CeO, K20黝方纳石(Na. Ca) (A1SiO,) (SO,) X6 熔融玻璃EU203 K21橄榄石(Mg. F)，SiO， X8 熔融玻璃Tb.07 K22磁铁矿Fe30 , X13熔融玻璃Yb,03 K24黑云母K

25、,(Mg. Fe).Si,Al,O,OH,) X21五磷酸钳CePS014 K25金云母K,Mg,Si,Al,OF, X25五磷酸销EUP,014 K26磷灰石CA,(PO,)3(FOH) X26五磷酸幸LGdP,014 K27钮铁矿(TA. NO)FE03 X27五磷酸钱TbP,014 K28方解石CAC03 X28五磷酸钦HOP,014 K29钮酸钮LiTa03 X30五磷酸饵ErP,014 K30银酸铿LiNb03 X31五磷酸银TmP,014 K31铝铅矿PbMO, X32五磷酸错YbP,014 K32硫呻银矿AgAsS2 X33五磷酸倍LUP,014 K36铁橄榄石Fe2SiO. X

26、34五磷酸纪YP,014 K37蓝晶石Al,SiO, K39天青石SrSO, 四、人造氧化物类标样.K40铝酸铅MoPbO, Yl 刚玉Al,03 K42硬石膏CaSO. Y12氧化铁Fe203 K44何长石KA1Si30 , Y17赤钢CU20 K45纳长石NaA1Si30 , Y21全红石Ti02 K48氟化铿LiF K49氟化领BaF, 五、单晶类标样zK50萤石CaF, 02 纪榴石YA103 K53硫化错GeS 08 YAG晶体Y,Al,O K55辉锁矿Bi203 010 BG02晶体Bi12Ge021J K56辉铝矿MoS, 011 SBN2晶体SrBaNb,O lO K57硫化锡

27、SnS 012 LiB305 K58辰砂HgS 014钙酸伴晶体ZnWO, K59硫钮矿MnS K60黄铜矿CuFeS2 六、超轻元素类标样2K61雌黄AS,S3 C2 玻鸦碳C 、K62辉银矿Ag,S C5 棚B K64毒砂FeAsS C6 氮化砌BN SFlEEF 回筒。华人民共和国家标准电子探针和扫描电镜X射线能谱定量分析通则GB/T 17359-1998 国中 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045电话，68522112无锡富资快速印务有限公司印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印 开本880X1230 1/16 印张3/4字数15千字1998年12月第一版1998年12月第一次印刷印数1-800 书号，155066. 1-15359 356-32 串串目