矿物的分析测试方法只是课件

矿物的分析测试方法
第一节 矿物成分的分析测试方法及应用
一.经典化学成分分析 二.发射光谱分析(AES) 三.原子吸收光谱(AAS) 四.X射线荧光光谱(XRF) 五.电子探针显微分析(EPMA) 六.光电子能谱分析
一.经典化学成分分析
化学分析方法是以化学反应定律为基础，对样品 的化学组成进行定性的和定量的系统分析，常称“湿 法分析”。它包括重量法、容量法和比色法。
在地质研究中 通常用于对微量和痕量元素的分析。 例：Ag As B Ba Be Bi (Cd) Ce Co Cr Cs Cu Ge In La (Li) Mn Mo Nb Ni (P) Pb (Sb) Sc Sn Sr (Th) Ti Tl V Y Yb Zn Zr
特点：该方法分析灵敏度高，但准确度较差，尤 其是对常量元素分析的准确度差。
四.X射线荧光光谱(XRF)
应用范围：X射线荧光光谱仪是通过测量试样的X射 线荧光波长以强度来测定物质化学组成的仪器。它有两 种类型，即波长色散型和能量色散型。该方法适用于原 子序数Z≥9的元素。例：Ba Co Cu La Mn Nb Ni P Pb Rb Sr Th Ti Y Zn和Si Al Mg Ca Na K。 特点：1. 测试过程中不损坏样品，也不改变样品的性质
如果以初级X射线为光源去照射激发试样分子或原 子，也可以产生次级(二次)X射线，这种二次X射线称 作X射线荧光。显然，只有在初级X射线的能量大于 试样原子内层电子的激发能时，才能撞击出内层电子， 所以产生的X射线荧光的波长总比初级X射线的波长 要长。产生的X 射线荧光线也就是元素的特征线，这 就是X射线荧光分析(X-ray Fluorescence Analysis)的 基本原理。
五.电子探针显微分析(EPMA)
应用范围：该方法可以分析试样表面微米级及微区内的物
质成分。结合显微图象分析，可找出微观性质对材料宏观性能的 影响因素。适用范围为5B~92U(波谱分析)或11Na~92U (能谱分析)。 宜于分析常量元素，对微量元素的分析误差较大。
优点:可以直接对岩石、矿物薄片或光片中选定的微区进行分析。 不破坏样品，电子探针可视为一种试样的无损分析法。
2. 可测试固体(块状)、粉末、薄膜、泥浆、液体等 各种形态的样品；
3. 灵敏度高，可测量含量从10-6至100%的元素； 4. 自动快速对大批量样品进行定量分析和无标样
分析。
五.电子探针显微分析(EPMA)
原理：电子探针分析是利用高能电子束作用于物质， 使其产生特征X射线、俄歇电子等二次电子而进行的一种 表面、微区分析方法。一般它与扫描电镜组合成电子探 针分析仪。
➢前两者是经典的
➢比色法由于应用了分离、富集技术及高灵敏显色液，
可用于部分微量元素的测定。 特点：该方法分析灵敏度不很高，但准确度高。
样品用量较多，分析周期长。不适合用于稀土元素的 分析。
二.原子发射光谱分析(AES)
原理：将试样在电弧、火花、等离子体等激发光 源的作用下转变为气态原子，并使气态原子的外层电 子从基态激发至高能级。当从较高能级跃迁回基态或 其他较低的能级时，原子将发射出特征谱线(在近紫 外和可见光波长范围内)，然后经分光装置分离成线 光谱，并用照相或光电方法记录下来，即得光谱图。 根据各种元素具有的特征线光谱及谱线的强度进行定 性与定量分析的方法称为原子发射光谱法。
该方法可以测定大约70种元素(金属元素及磷、 硅、砷、碳、硼等非金属元素) ，而且元素可同时测 定，取样量只需几毫克，灵敏度高，可测的含量范围 为0.0001%到10%左右。
二.原子发射光谱分析(AES)
应用范围： 原子发射光谱分析法常用于定性、半 定量和定量分析，特别适用于地质、环境保护和钢铁 合金等试样的分析。
四.X射线荧光光谱(XRF)
原理 ：X射线荧光光谱法根据分析样品被激发 源激发发出的特征X射线判定物质成分。
其分析方法是具有一定能量分辨率的X射线探测 器同时探测样品所发出的各种能量特征X射线。探 测器输出信号幅度与接收到的X射线能量成正比。 利用能谱仪分析探测器输出信号的能量大小及强度， 对样品进行定量，定性分析。
三.原子吸收光谱(AAS)
是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。
原理：该法是依椐处于气态的被测元素基态原子对 该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。在 温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，样品产生 的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元素的空心 阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样 品中该元素的浓度（C）成正比。即 A=KC 式中，K为 常数。据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度， 又巳知标准溶液浓度，可作标准曲线，求得未知溶液中 待测元素浓度。
三.原子吸收光谱(AAS)
应用范围：主要用于测定水溶液中金属离子及 部分非金属离子含量，应用较广。(只要固体能转 变成水溶液都可以做)，
适用样品中微量及痕量组份分析。例：Ag As Ba (Be) Bi Ca Cd Co Cr Cs Cu Fe Hg K Li Mg Mn Na Ni Pb Rb Sb Sr (Y) Zn。
特点：该法具有检出限低、准确度高、选择性好(即 干扰少)、分析速度快等优点。可达到10-6或10-9数量级， 也可以进行常量分析。适宜于测定沸点低、易原子化的 金属元素。但是，每次分析只能测定一种元素。
四.X射线荧光光谱(XRF)
原理：高能电子撞击原子时，激发原子内层电子 跃迁就会产生X射线，这称为初级(一次)X射线。
电子探针分析仪由电子枪、电子透镜、样品室、信号检测、显 示系统及真空系统组成。
扫描电镜(SEM)一般具有大约1μm的分辨本领。放大倍数可高 达15万倍(人眼的分辨本领是0.2mm)，所观察试样的景深大，图像 富有立体感，可直接观察起伏较大的粗糙表面、金属断口、催化 剂等形貌。
若利用分光晶体来测定所产生的特征X射线波谱或者利用半导 体检测特征X射线能谱，即测得不同波长或者不同能量及与它们相 对的强度的信息，便可获取微区的成分的定性、定量的结果。