Современное развитие энергодисперсионного анализа, страница 7

Особенно полно возможности рентгеноспектрального метода выявляются при анализе металлов и сплавов на основные и легирующие элементы. С учетом того, что в этих материалах обычно невелики колебания общего химического состава, в значительной мере снимается ограничение, связанное с влиянием общего химического состава на интенсивность рентгеновской флуоресценции. Это дает возможность существенно упростить методики анализа, повысить их экспрессность и надежность получаемых результатов.

Наряду с другими областями энергодисперсионный анализ активно применяется для анализа состава и толщины пленок и покрытий. Рентгенофлуоресцентный метод по своей физической природе дает количественную информацию о химическом составе в некотором слое вещества. От величины этого слоя, как и от содержания определяемого элемента и общего химического состава анализируемого материала, зависит интенсивность вторичного излучения аналитической линии определяемого элемента. При этом интенсивность вторичного излучения не зависит от толщины образца, если она больше «критической». В противном случае эта зависимость существует, и по интенсивности вторичного излучения таких образцов можно судить об их толщине [99, 114, 120, 133, 134]. Образцы, толщины которых меньше критической, подразделяются на тонкие и ненасыщенные. Тонкие образцы характеризуются тем, что в них эффекты усиления и ослабления рентгеновского излучения практически отсутствуют, так как на коротком пути в образце первичное и вторичное рентгеновское излучение заметно не ослабляются. Интенсивность аналитических линий от ненасыщенных образцов также зависит от их толщины, но матричные эффекты уже существенны, хотя и меньше, чем для «толстых» насыщенных образцов. Хотя энергодисперсионным методом нельзя измерять концентрацию любого химического элемента в диапазоне концентраций, характерных для проб окружающей среды, но с его помощью возможно проведение быстрых, неразрушающих, недорогих многоэлементных анализов неорганических и органических материалов, что необходимо для решения экологических проблем [24].

Снижение порога обнаружения при энергодисперсионном анализе следовых концентраций элементов связано с улучшением рабочих характеристик аппаратуры: повышением стабильности ее работы, увеличением отношения сигнала к фону и возможностью анализа проб в тонких слоях. Кроме этого, возможность значительного снижения порога обнаружения при анализе низких концентраций дает применение методов предварительного химического концентрирования определяемых элементов из анализируемых материалов. Выбор того или иного способа обогащения зависит от конкретных условий анализа, химического состава образца и его физического состояния.

Наиболее часто употребляется высушивание или выпаривание растворов, прокаливание, осаждение с различными соосадителями, экстрагирование, обогащение с помощью ионообменных смол, а также комбинирование способов обогащения. Коэффициент обогащения нередко может быть больше 5000, а при использовании ионообменных смол достигает даже 20000. Поэтому ионообменное концентрирование, вероятно, является одним из наиболее перспективных направлений при анализе следовых концентраций [49]. Метод соосаждения можно использовать для определения металлов с концентрацией на уровне 10^-7%.

Из других областей применения энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа можно указать на его использование для анализа произведений искусств из стекла, олова, серебра, латуни и бронзы с целью установления аутентичности музейных экспонатов [107, 108, 109, 111, 124], для качественного и количественного определения состава археологических образцов [123] а также на различные способы применения в криминалистике [58], судмедэкспертизе и т. д.

1.2 Факторы, влияющие на точность анализа в энергодиспер-сионной спектрометрии

Широкий диапазон проникающей способности рентгеновского первичного и вторичного излучений позволяет получать излучающие слои, толщина которых в зависимости от используемой области длин волн и поглощения в анализируемом материале может меняться от миллиметров до тысячных долей миллиметра.