ICS 71．040．99N 53雷亘中华人民共和国国家标准GB／T 1 5074--2008代替GB／T 15074--1994电子探针定量分析方法通则General guide of quantitative analysis by EPMA2008-06-16发布 2009-03-01实施丰瞀骶鬻瓣訾糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会促19OB／T 15074--2008目 次前言 · ·1范围 ···3方法原理·· · ；12规范性引用文件4电子探针分析仪基本结构·· · 15仪器的环境条件 ·· · 26测量前的准备 ··· 27测量条件的选择 ·· · 38标样的选择 · ·· 39测量过程概述 · “ 410电子束入射电流的测量 411标样中的元素x射线强度测量 412试样中各元素的x射线强度测量 r013电子探针定量分析的基本校正 614测量不确定度 715结果报告 8GB／T 15074--2008刖 昌 本标准代替GB／T 15074 1994《电子探针定量分析方法通则》本标准与GB／T 15074—1 994相比主要变化如下：——增加了引用标准，吸收了国际国内近年发布的标准的技术内容——部分术语按Is0 23833：2006进行了修改；——删除了原标准附录A；——增加了测量不确定度评价要求(见第14章)。
本标准由全国微束分析标准化技术委员会提出并归口 本标准起草单位：核工业北京地质研究院，北京钢铁研究总院 本标准主要起草人：范光、朱衍勇、葛祥坤、张宜、毛允静 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：—一GB／T 15074 1994ⅢGB／T 15074--2008电子探针定量分析方法通则1范围本标准规定了电子探针定量分析过程中仪器的安装要求、工作条件、标样选择、基本操作过程、各种 校正处理方法及结果报告内容本标准适用于具有波谱仪的电子探针分析仪对试样中各元素组成定量分析测量及数据处理2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准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标准，然而，鼓励根据本标准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标准GB／T 4930微束分析电子探针分析标准样品技术条件导则(GB／T 4930--2008，ISO 14593：2003，IDT)GB／T 20725波谱法定性点分析电子探针显微分析导则(GB／T 20725 2006，ISO 17470：2004， IDT)ISO 22309：2008微束分析能谱定量分析ISO 23833：2006微束分析电子探针显微分析(EPMA)术语ISO／IEC 17025：2005检测和校准实验室能力的通用要求3方法原理电子探针定量分析是应用具有一定能量并被会聚的电子束轰击试样，被照射区试样表面各元素激 发出具有该元素特征波长的x射线，通过渡谱仪对x射线进行分光，并对其中各元素的特征x射线强 度进行测量，并和相同条件下的标准样品的x射线强度进行比较，经校正计算，从而获得试样被激发区 内各元素的含量值。
电子探针定量分析是一种微区(微米量级)成分相对比较的物理分析方法4 电子探针分析仪基本结构4．1仪器主要结构 电子探针分析仪基本组成方框图如图1所示图1 电子探针分析仪组成方框图4．2仪器主要组成部分4．2．1电子枪电子探针分析仪中的电子光源，由一发射体(加热钨丝、LaBs灯丝、热场发射尖端)、静电吸出与加1GB／T 15074--2008 速系统组成它产生具有一定能量的电子束4．2．2电子透镜 包括聚光镜及物镜，将电子束会聚于试样表面、限定束流及控制束斑大小4．2．3光学显微镜 观察试样表面，选择电子束照射部位，其焦点作为x射线谱仪的罗兰圆焦点4．2．4样品室 装载试样，并可移动试样，倾斜试样，使所需分析部位处于电子束照射下4．2．5波谱仪 用波谱仪对x射线谱进行分光选择所需测量的元素特征x射线4．2．6 X射线测量系统 测量x射线强度并记录4．2．7电子计算机系统 控制仪器及系统对数据进行采集及处理5仪器的环境条件 电子探针分析仪为高精密的仪器设备，其工作环境应符合以下基本要求a)无腐蚀性气体及粉尘量较少的房间；b)相对湿度应在50％～70％之间；c)室温控制在18‘C～25℃；d) 环境交变干扰磁场磁感应强度小于5 pT；e) 电源电压及频率应稳定(220 V土10％，50 Hz±1 Hz)；f)仪器应配备专用地线，接地电阻应小于100 n；g) 墙壁及地板应采取抗静电措施。
6测量前的准备6．1电子光学系统6．1．1开机，并经预热稳定6．1．2选择被测试样中元素相应的加速电压6．1．3调节电子枪灯丝加热，使束流稳定饱和，会聚电子束6．1．4合轴并调节扫描图像使其清晰6．1．5调节电子束，使电子束位置与光学显微镜十字叉中心对中并与波谱仪的罗兰圆焦点重合6．2 x射线计数系统6．2．1计数管高压稳定6．2．2调节脉冲高度分析器及放大器使各分光晶体处于测量各元素x射线强度的最佳状态6．2．3推荐用表1所列纯元素标样作检验各分光晶体的标准表1 推荐的检验分光晶体的试样分光晶体 STE RAP(TAP) LiF PET元素 C S1 C“ Ti6．2．4切断入射电子束，检验x射线强度应接近于零6．3综合检查 在正式测试试样前应先调用计算机程序对电子探针分析仪的各项功能进行全面测试，然后对与待测试样相近类型的标样(合金、多种元素矿物等)进行测量，其各元素x射线强度应达到预期值，或测量2GB／T 15074—2008 标样成分应和标准成分相符7测量条件的选择7．1加速电压的选择7．1．1一般原则加速电压应选择试样中被测量的主要元素的特征x射线的临界激发电压的2～3倍。
但应尽量减 小试样损伤、试样污染和避免x射线探测器饱和7．1．2推荐的加速电压值 a)金属及合金20 kV～25 kV； b)硫化物15 kv～20 kV； c)氧化物矿物15 kV～20 kV； d)超轻元素5 kv～10 kV7．2电子束束流选择7．2．1一般原则对于主要含量的元素(质量分数大于lo％)，选择束流使x射线在预定的计数时间内总计数应超过104，以保证最后结果的精度7．2．2推荐的电子束束流 一般在1×10“Anl0_7 A范围7．3被检测x射线的选择7．3．1一般原则优先采用被分析元素的高强度和高P／B比谱线若试样中含有其他元素对该特征x射线造成干扰，或在已定的电压、束流下计数率过高时，可按下列顺序选择其他线系：K—L，Mo，K9，LB，M日7．3．2推荐采用的线系a)被分析元素原子序数Z(32时，采用K线系；b) 被分析元素原子序数72≥z≥32时，采用L线系；c)被分析元素原子序数z>72时，采用M线系7．4束斑直径的选择7．4．1一般原则保证束斑产生的激发区尺寸不超过待分析区的尺寸被分析元素的特征x射线的强度足够高(达 到预期分析精度)7．4．2推荐的柬斑直径聚焦电子束以获得直径≠1 ttm的束斑，如欲获得较大面积的平均成分，可采用相应的散焦束斑。
在分析含有易发生离子迁移的元素的试样时应适当扩大束斑直径到20 bomb50,um8标样的选择8．1一般原则8．1．1标样和被测试样有类似的物理性质如矿物试样，优先选择天然矿物标样，金属合金试样则优 先选择组成与结构相同或者相近合金标样，其次选择纯金属标样8．1．2标样和被测试样有相近的化学成分如测量低含量元素时尽可能选择和被测元素成分在同一 数量级内的标准样品8．1．3选择标样时应尽量避免标样内有其他元素干扰被测元素谱线8．2标样的要求8．2．1应选用满足GB／T 4930要求的标样3GB／T 15074--20088．2．2所使用的标样应有相应的证书8．2．3 如果目前还无法获得有证标样，各实验室可根据自己工作需要选择、研制标样，但其性能指标应 接近或符合GB／T 4930要求，并应在结果报告中说明8．3标样的检查8．3．1光学显微镜检查 标样在每一次使用前应用光学显微镜检查，应避开晶界及其他偶然缺陷部位进行测量8．3．2标样再抛光标样应按证书要求的周期和方法进行再抛光8．4标样表面的喷涂不导电的标样应当在表面喷涂20 nm厚的碳导电膜标样与试样的镀膜厚度应相同9测量过程概述9．1定性分析按照GB／T 20725的要求首先进行试样的定性分析，了解被分析试样中主要元素及次要元素。
9．2标样x射线强度的测量 根据定性分析结果选择相应标样，并对标样中相应元素x射线强度进行测量9．3被测试样的x射线强度测量 对被测试样中各个元素逐个测量其x射线强度9．4计算相对x射线强度 将所有元素的x射线强度扣除背底，经死时间校正，人射电流校正后，被测样品中各元素x射线强度和纯元素标样x射线强度的比值为相对强度K一，按式(1)计算：KA—IA／JAIo (1)式中：h——试样中A元素的x射线强度； IAl00——纯元素A标样的x射线强度9．5计算各元素的质量分数 将相对强度经物理校正模型计算，求得各元素的质量分数10电子束入射电流的测量在每一次测量x射线强度前或(和)后均应对入射电子束流进行测量被测量的x射线强度将被 入射电子束流值归一化处理11标样中的元素x射线强度测量11．1标样准备 根据被测试样定性分析结果选择最为合适的标样11．2标样聚焦将标样置于样品室中并移至光学显微镜十字叉中心，即谱仪罗兰圆焦点位置11．3分光晶体选择 按所需测量元素选择相应的分光谱仪及分光晶体，将谱仪驱动至相应的特征波长位置11．4检查峰背底干扰 在峰位正、负背底处检查是否有其他x线系干扰，如有干扰则可以调节背底位置以避开干扰线。
11．5峰强度的测量在理论峰位处寻找实际峰位值，然后在该位置对x射线峰值强度进行多次测量(推荐3次以上)，4GB／T 15074--2008 并求其平均值(Jr)11．6背底强度的测量 在峰两侧对称处，测量背底强度(Ie)，按式12)计算：IB=(IB，+I＆)／211．7死时间校正对峰值强度Ir及背底强度Je进行死时间校正，按式(3)计算I—17／(1一rI 7)式。