1、ICS 85-010Y 30 a雪中华人民共和国国家标准GBT 26791 12008代替GBT 2679111993纸和纸板 无机填料和无机涂料的定性分析 电子显微镜X射线能谱法Paper and board-Qualitative analysis of mineral filler and mineral coating-SEMEDAX Method2008-0819发布 200905-0 1实施宰瞀粥紫瓣警幞瞥鐾发布中国国家标准化管理委员会“”。刖 置GBT 2679112008GBT 2679的本部分是对GBT 2679111993纸和纸板中无机填料和无机涂料的定性分析电子显微镜x射
2、线能谱法的修订。本部分代替GBT 26791l一1993。本部分与GBT 26791l一1993相比，主要变化是删除了GBT 267911 1993中的附录A。本部分由中国轻工业联合会提出。本部分由全国造纸工业标准化技术委员会归口。本部分起草单位：中国制浆造纸研究院。本部分主要起草人：薛崇昀、贺文明、聂怡。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GBT 2679111993。本部分委托全国造纸工业标准化技术委员会负责解释。1范围纸和纸板无机填料和无机涂料的定性分析 电子显微镜x射线能谱法GBT 2679112008GBT 2679的本部分规定了用电子显微镜x射线能谱仪定性分析纸和纸板中无机填料和
3、无机涂料的方法。本部分适用于纸和纸板中无机填料、涂料的品种鉴定和成分分析，也适用于造纸用无机填料、涂料的原材料分析。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 2679的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 450纸和纸板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定(GBT 450-2008，ISO 186：2002，MOD)GBT 742造纸原料、纸浆、纸和纸板灰分的测定(GBT 742 2008，
4、ISO 2144：1997，MOD)3原理31造纸用的无机填料和涂料通常有滑石粉、碳酸钙、高岭土、二氧化钛和硫酸钡等。利用电子显微镜观察其颗粒形态和晶体形态，便可对该填料和涂料进行鉴定。32当电子束照射到试样上时，会激发释放出一种特征x射线，其能量随元素而不同。使用一种锂漂移硅的探测器，便能将这种信号收集起来，通过计算机整理，达到分析元素的目的。4试剂及材料41蒸馏水或去离子水。42六偏磷酸钠(NaPO。)。：01溶液。43 5040或5070有机分散剂：01溶液。44丙酮(CHsCOCHs)：化学纯(清洗电镜与铜网)。45浓盐酸(HCI)：化学纯(清洗电镜专用铜网)。46 D76显影液。47
5、 D72显影液。48酸性定影液。49高纯金丝：纯度9999，1 mm。410高纯碳棒：纯度9999，5 mmXi00 mm。411 二氯乙烯(C1CHcHcl)：化学纯。412聚乙烯醇缩甲醛(polyvinyl formvar)的二氯乙烯溶液：0205(质量分数)。4133mm的电镜专用铜网。414 120或135照相底片。GBT 26791 12008415 2号或3号照相放大纸。5仪器设备51一般实验室用仪器。52高温炉：控温范围，室温至1 000可调。53烘箱：能控温调节，1052。54瓷坩埚：30 mL50 mL。55铂坩埚：30 mL50 mL。56玛瑙研钵：50 mm470 mm。
6、57透射电子显微镜及其必要的附件。58扫描电子显微镜及其必要的附件。59与透射电子显微镜(57)或扫描电子显微镜(58)联用的能谱仪。510解剖针和镊子。511载玻片25mmX 75minxi5 mm。512盖玻片20mm20mm。513光学显微镜50倍1 500倍。514真空镀膜机，真空度应大于13310_2 Pa(1Xi0mmHg)。6取样取样按GBT 450的规定进行。由于电镜分析的试样数量很少，取样时应特别注意样品的代表性。7透射电子显微镜(57)试验步骤71支持膜载网制备支持膜载网是用来支承样品的工具，即在43 mm的电镜专用铜网上覆盖一层在电镜下不显任何结构的塑料薄膜。对于纸张填料
7、、涂料分析来说，聚乙烯醇缩甲醛薄膜使用较为方便。制备时将一块洁净的显微镜载玻片插入02O5的聚乙烯醇缩甲醛的二氯乙烯溶液(412)中，插入深度为载玻片(511)长的1213，浸泡4 s8 s立即提起，滴去多余的溶液后将载玻片持平，风干。载玻片上便附有一层很薄的塑料薄膜。用解剖针在距载玻片边缘约2 mm处割断薄膜，使其在水中容易剥离下来。然后在一个直径约为15 cm的玻璃器皿中盛满蒸馏水，以约45。角的方向轻轻地将载玻片放入水中。由于水的表面张力，在划割过的地方聚乙烯醇缩甲醛薄膜便会脱落并漂浮在水面上。当该薄膜漂到水面上时，将电镜专用铜网放在膜上，一张完整的膜上大约可以放20个30个铜网。在铜网
8、上放一张吸水性适中的滤纸，滤纸面积与薄膜面积相近似。待滤纸湿透后立即用镊子将滤纸、铜网和薄膜同时捞起，这样铜网便附上薄薄的一层支持膜，在室温至50温度下风干待用。72试样制备721直接分散法取有代表性的试样约2 g，用蒸馏水煮4 min5 rain，取出，用手指揉搓使纤维分散，也可用某种解离器略加解离，以帮助纤维分散。这时部分填料或涂料便与纤维分离，并悬浮在水中。取悬浮液少许，滴在具有支持膜的载网上，在室温至50的温度下干燥待用。每个样品需做此试样3个5个，然后用光学显微镜(513)检查，选稀密适度、分散良好的试样供电子显微镜观察。722烧灰法对于含有大量胶粘剂的纸和纸板，按上述721方法纤维
9、不易分散，需采用烧灰法制样。取有代表性的试样约10 g，按GBT 742规定，于带盖的瓷坩埚(54)中炭化，然后于高温炉中烧灰，使有机物烧掉。灰渣用玛瑙研钵(56)研细，取少许置于载玻片上，滴上两滴01六偏磷酸钠(42)分散剂，盖上GBT 26791 12008盖玻片(512)，用手指移动盖玻片，利用两玻片间的水的表面张力，使灰渣颗粒进一步分散。将分散了的灰渣用蒸馏水洗人烧杯中，混匀后用吸管取此悬浮液少许，滴在有支持膜的载Mk_，风干后供观察用。如果估计试样中的填料或涂料是CaCO。，则用5070或5040分散剂(43)效果较好。73透射电子显微镜(57)观察殛鉴别将制好的试样置于透射电子显微
10、镜(57)下观察。由于不同的填料具有不同的晶体形态，所以根据试样在透射电子显微镜下的晶体形态及颗粒大小，便可定性鉴别试样中加入的无机填料及涂料。观察时选用的放大倍数随对象不同而不同，如滑石粉1 ooo倍2 000倍可见；瓷土、硫酸钡、碳酸钙5 000倍20 000倍可见；而二氧化钛则需1万2万倍以上。8扫描电子显微镜(58)试验步骤81试样制备扫描电子显微镜(58)的试样制备和透射电子显微镜基本相同，但由于扫描电子显微镜的试样室较大，试样可以置于载网上，也可以置于扫描电子显微镜的试样台上观察。另外用于扫描电子显微镜观察的试样，其表面应有一层导电层，一般是用真空镀膜机或离子溅喷仪在试样表面喷上一
11、层高纯黄金。试样及支持膜载网的制备方法与71、72相同，试样浓度可比透射电子显微镜略高。对于填料含量较高，以及纸面未经过任何涂塑处理的样品，包括涂布纸，可以直接对试样进行真空喷镀处理。喷镀导电层后，可直接将试样置于试样台上进行观察，真空喷镀的导电层厚度一般为lOO A200 A。对于胶料含量较高的样品，需将胶料除去，以便观察，为此可采用烧灰法，即7z2的方法制样。82扫描电子显微镜(58)观察及鉴别扫描电子显微镜与透射电子显微镜的成像原理不同，透射电子显微镜观察到的是物体的投影像，而扫描电子显微镜观察到的是物体的表面反射像，也就是外形轮廓像。扫描电子显微镜的图像景深大，透射电子显微镜的图像清晰
12、度高。但作为无机填料和涂料的定性观察，两者均可，获得的晶体图像基本一致。与73同样，根据试样的晶体形态，对纸和纸板中无机填料和涂料的种类作出定性鉴别。9扫描电子显微镜和能谱仪的定性和元素半定量分析透射电子显微镜和扫描电子显微镜的定性分析都是根据试样的晶体形态进行的。这个方法可能会受到纸中某些成分的干扰，如乳胶、淀粉及纤维原料中的无机物等。同时各种无机填料和涂料之间，颗粒的晶体形态也会有交叉现象，不易作出判断。因此在分析过程中，如能将形貌分析和成分分析同时进行，则可大大提高分析的准确性。扫描电子显微镜和能谱仪相结合的试验方法可满足这一试验要求，可分析出试样中钠以上的各种元素的相对含量。91试样制
13、备911直接制样法取具有代表性的试样，用双面胶将试样贴在扫描电子显微镜的试样台上，观察面应朝上。然后用真空镀膜机在试样表面喷上一层碳膜导电层，厚度约为100 A-zoo A。喷碳后的试样即可直接用于扫描电子显微镜和能谱仪的分析。这种制样方法一般适用于厚度较高，定量不低于60 gm2的试样，而且其填料含量应较高，胶料含量应较低，表面未经过任何涂塑处理。对于定量低于60 gm2的纸，可将纸页用蒸馏水润湿后，将几层纸页压合在一起进行制样测定。912烧灰制样法对于不宜直接制样测定的样品，按GBT 742称取试样2 g3 g，在坩埚中灼烧，使之炭化。然后移人高温炉内，灼烧至无黑色碳素，冷却后将灰渣置于玛
14、瑙研钵(56)中研磨分散。再将分散的试样置于预先涂有碳素导电胶的扫描电子显微镜的试样台上，并用载玻片将试样压紧，试样厚度应不低于500 p-m，然后用真空镀膜机按911的方法在试样上喷一层碳膜，此试样即可作定性分析。GBT 26791 1200892扫描电子显微镜和能谱仪分析当试样在扫描电子显微镜中受到入射电子的轰击时，可以产生若干信号。其中之一是二次电子信号，形成扫描电子显微镜的物体外形轮廓像，另一个信号是由于电子激发试样中的原子而放出不同能量的特征x射线，其能量随元素的不同而不同。从而可以进行元素定性、定量分析。x射线能谱仪就是用于测量特征x射线能量的仪器，它将试样上被激发出来的特征x射线
15、收集起来，按能量大小将其分类，还可以计算出这些x射线之间的强度关系。某特征x射线的强度与该元素在试样中的浓度成正比，从而对各种元素进行定量分析。通常根据试样中的所含元素，按下列几种方式报出能谱仪的测定结果。a)试样中所含元素种类；b)各种元素的原子百分比；c)各种元素的质量百分比；d)各种元素的氧化物百分比；e)元素浓度分析的计数值。对于成分不稳定的化合物不能通过元素分析作出准确的定量计算，只能以元素含量或各种元素的氧化物含量来表示。试样的能谱分析图谱及计算数值表，可由能谱仪直接得出。93试验误差扫描电子显微镜和能谱仪在作定量分析时，两次平行试验的相对误差应不大于10，且以两次试验的平均值报告结果。如果相对误差大于10，则应重复试验。10试验报告试验报告应包括下列内容：a) GBT 2679本部分的编号；b)试样说明；c)含无机填料和涂料的种类、名称和晶体形态；d)对于扫描电子显微镜和能谱定量分析，还应包括元素成分、原子数百分比、质量百分含量或氧化物质量百分比、谱线图等；e)如需要，可对填料和涂料的直接用量作出评估；f)未按本部分规定的任何操作和可能影响测定结果的其他因素。
