需要增加粉末壓片法制樣簡便、快速、成本低廉，適用于中、重元素的痕量分析和試樣種類較為一致的、精度要求不苛刻的主、次、痕量元素的測定，是X射線熒光光譜分析的常用制樣方法之一，特別適合大批量的固體粉末樣品分析(1)。是將經(jīng)過干燥或焙燒、研磨并混合均勻的粉末試樣放入專用模具中，用壓片機(jī)在一定的壓力下壓制成X射線熒光光譜分析用試樣片（2）。為便于保存和防止壓片邊沿?fù)p壞，從80年代起一直采用金屬環(huán)（或塑料環(huán)）粉末制樣法，后逐漸被效率更高、污染風(fēng)險更小的鑲邊墊底壓片法所取代（3），目前常用鑲邊墊底用的材料為硼酸和低密度聚乙烯（簡稱PE），下面是楊勇工程師（擁有多年X熒光樣品前處理設(shè)備使用維護(hù)經(jīng)驗）帶來的兩者實用對比。

1.使用方法：

硼酸及低密度聚乙烯所使用的模具及方法是完全一致的，二者之間可以互換，但是低密度聚乙烯可以直接壓制成杯（見下圖），直接用于制樣，提高制樣效率。

2.應(yīng)用對比：

表一

	硼酸	低密度聚乙烯
形狀	白色粉末狀結(jié)晶或三斜軸面的鱗片狀帶光澤結(jié)晶。有滑膩手感，無臭味；	無嗅、無味、無毒的白色顆?；蚍勰?/span>
熔點	加熱至100~105℃時失去一分子水而形成偏硼酸，于104~160℃時長時間加熱轉(zhuǎn)變?yōu)榻古鹚幔邷囟葎t形成無水物；184℃(分解)	131℃
密度	1.4347 g/cm3	0.910-0.925g/cm3
軟化點	無數(shù)據(jù)	120-125℃
脆化溫度	無數(shù)據(jù)	-70℃
特性	溶于水、酒精、甘油、醚類及香精油	耐熱、耐寒、耐磨性及介電性、化學(xué)穩(wěn)定性。
其他	隨水蒸氣揮發(fā)，有刺激性，有毒，內(nèi)服嚴(yán)重時導(dǎo)致死亡	吸水性和水蒸氣滲透性均低，但耐老化性能較差。

 

由于硼酸和低密度聚乙烯的物性上差別很大（見表一），導(dǎo)致二者制樣時差別明顯：

（1）低壓聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性好，可以預(yù)制成乙烯杯，在制樣過程中可以省掉用漏斗加樣的步驟，縮短制樣時間提高壓樣效率; 硼酸宜揮發(fā)同時又有一定的水溶性，不利于長期保存。

（2）低壓聚乙烯的粒度相對硼酸較大，在使用過程中污染模具幾率更小。

（3）硼酸有揮發(fā)性，在熱效應(yīng)（X射線照射到樣品上產(chǎn)生）的影響下長時間使用會導(dǎo)致熒光的真空度降低，同時減少光管的使用壽命；而使用低壓聚乙烯降低了儀器的污染風(fēng)險。

（4）低壓聚乙烯粉末在制樣完成之后樣品外圈會出現(xiàn)飛邊現(xiàn)象（在測量之前去掉飛邊之后才能測量）；而剛性的硼酸則不會。

（5）硼酸的剛性導(dǎo)致高壓制樣時容易崩出，而聚乙烯則不會。

3.總結(jié)：

綜上所敘，在X射線熒光光譜儀的粉末壓片法制樣當(dāng)中使用二者有以下優(yōu)缺點：

	硼酸	低密度聚乙烯
優(yōu)點	剛性比較高，制出來的樣品只要用洗耳球吹去樣品表面的殘留粉末就可以直接測量。	穩(wěn)定性好，遇熱不揮發(fā)，降低儀器污染風(fēng)險；預(yù)制成低壓聚乙烯杯可以大大提高制樣效率。
缺點	在測量過程中因為X射線的熱效應(yīng)硼酸會出現(xiàn)揮發(fā)，減少X光管的使用壽命，增加儀器污染風(fēng)險，且不易長期保存	在制樣過程中容易出現(xiàn)樣品外表面出現(xiàn)飛邊顯現(xiàn)，測量前需要手動清理

經(jīng)過比較，我們認(rèn)為低密度聚乙烯作為鑲邊墊底用的試劑的優(yōu)勢非常明顯，可以完全替換硼酸。

 

楊勇簡介：

楊勇，男，漢族，畢業(yè)于：西安建筑科技大學(xué)，專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)。

2013.7-2015.2,，新疆阿勒泰金昊鐵業(yè)，從事X熒光的應(yīng)用測試。

2015.3-今，從事X熒光樣品前處理設(shè)備的售后以及培訓(xùn)用戶。

擁有常年的X熒光樣品前處理設(shè)備壓片機(jī)的使用經(jīng)驗，以及各類樣品的制樣經(jīng)驗。

 

參考文獻(xiàn)：

1.王毅民. X熒光分析地質(zhì)樣品時的制樣方法[J]. 巖礦測試, 1988(1):79-82.

2.劉尚華, 陶光儀, 吉昂. X射線熒光光譜分析中的粉末壓片制樣法[J]. 光譜實驗室, 1998, 6(6):9-15

3.田雨. 硼酸墊底壓片法在X熒光光譜分析中的應(yīng)用[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量, 2012, 32(7):26-27.