崔繼強(qiáng)，郭晟彬，張若曦，謝 靜，楊水源*

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074；2.中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所大陸碰撞與高原隆升重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101

電子探針是一種常用的分析儀器，具有原位、無(wú)損和空間分辨率高等優(yōu)勢(shì)，在材料學(xué)、地球科學(xué)等研究中具有廣泛的應(yīng)用。電子探針常用來(lái)對(duì)礦物的主量元素進(jìn)行分析，對(duì)于微量元素的分析，如何提高測(cè)試的準(zhǔn)確度和精確度一直是一個(gè)挑戰(zhàn)，為此前人進(jìn)行了大量的探索（Donovan et al., 2011;Fournelle, 2007; Kronz et al., 2012; Reed, 2000; 張迪等, 2019）。提高測(cè)試準(zhǔn)確度的關(guān)鍵在于峰及背景的準(zhǔn)確測(cè)試和二次熒光的處理。影響峰和背景準(zhǔn)確測(cè)試的因素有干擾峰、背景彎曲等。當(dāng)干擾峰接近待測(cè)元素的特征峰時(shí)，可采用疊加峰分離或校正的辦法來(lái)解決（Jercinovic et al., 2005; Pyle et al.,2002）。當(dāng)在背景位置上存在其他元素的峰、臺(tái)階等干擾因素時(shí)，在背景位置選擇時(shí)與之保持一定距離即可避免（Cui et al., 2019）。對(duì)于背景彎曲，可采用曲線(xiàn)方程擬合背景的方法獲得準(zhǔn)確的背景值（Cui et al., 2019; Donovan et al., 2011; Jercinovic et al., 2005）。對(duì)于二次熒光，與含有熒光元素的鄰近礦物保持足夠的距離即可避免二次熒光的影響，或者通過(guò)軟件進(jìn)行二次熒光的模擬及校正（Borisova et al., 2018; Fournelle, 2007; Llovet et al., 2012）。

要提高測(cè)試的精確度，通?？刹捎酶淖兗铀匐妷?、提高電流、增加計(jì)數(shù)時(shí)間和使用大晶體（L型的大尺寸分光晶體，具有更大的信號(hào)接收和分光面積）的方法。但是，這些方法并不總是有效的：（1）受吸收作用影響，不同元素具有不同的最佳電壓（Batanova et al., 2018; Reed, 2000）。對(duì)于大部分重元素（Z>10），隨著加速電壓的升高，檢測(cè)限降低，但是對(duì)于低激發(fā)能高吸收性元素（如Al、Na），過(guò)高的電壓反而會(huì)造成檢測(cè)限升高（Batanova et al., 2018）；（2）提高電流可以增加單位時(shí)間內(nèi)X射線(xiàn)的強(qiáng)度，從而達(dá)到提高測(cè)試精確度的目的。如橄欖石中各種元素的測(cè)試可采用900 nA的電流來(lái)獲得良好的測(cè)試結(jié)果（Batanova et al., 2015）。但是，并不是所有礦物都能承受高電流的轟擊，過(guò)高的電流極易造成晶體結(jié)構(gòu)的破壞，使元素發(fā)生遷移（Jercinovic et al., 2005, 2012; Kronz et al., 2012）；（3）通過(guò)增加計(jì)數(shù)時(shí)間來(lái)提高累計(jì)X射線(xiàn)強(qiáng)度，可進(jìn)一步提高測(cè)試精確度（陳振宇等, 2006; 王娟等，2017），如Jercinovic等（2008）采用200 nA束流和500 s的計(jì)數(shù)時(shí)間對(duì)獨(dú)居石中Pb含量進(jìn)行了測(cè)試。但是樣品遭受長(zhǎng)時(shí)間的電流轟擊也會(huì)造成結(jié)構(gòu)破壞從而發(fā)生元素的遷移，同時(shí)該方法會(huì)降低測(cè)試效率；（4）使用大晶體可增加X(jué)射線(xiàn)信號(hào)的收集效率，從而提高精度（Donovan et al., 2016）。但是大晶體價(jià)格昂貴，并且通常在購(gòu)置儀器的時(shí)候就需要配置好。

上述四種提高測(cè)試精確度的方法都存在一定的缺點(diǎn)，本論文提出一種通過(guò)提高特征X射線(xiàn)強(qiáng)度值從而提高測(cè)試精確度的方法，即利用多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素的方法。該方法具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）同樣的電流和測(cè)試時(shí)間，多道波譜儀測(cè)試可以獲得數(shù)倍于單道波譜儀測(cè)試的信號(hào)強(qiáng)度（取決于波譜儀數(shù)量），極大提高測(cè)試精度；（2）在同一測(cè)試精度要求條件下，可使用正常電流和合理計(jì)數(shù)時(shí)間，避免樣品損壞并提高測(cè)試效率；（3）該方法并不要求不同波譜儀上所使用的分光晶體類(lèi)型完全相同，因此對(duì)于很多現(xiàn)有的電子探針都可以使用這種方法。本次研究以石英中Al和Ti的測(cè)試為例，探索了多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素在微量元素測(cè)試中的應(yīng)用，以解決微量元素測(cè)試過(guò)程中提高測(cè)試精確度的難題。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素的含量計(jì)算方法

在一定的電子探針測(cè)試條件下，樣品中元素A的含量與A元素受電子束轟擊產(chǎn)生的特征X射線(xiàn)強(qiáng)度成正相關(guān)，通過(guò)與標(biāo)樣中A元素激發(fā)所產(chǎn)生的特征X射線(xiàn)強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比并進(jìn)行基質(zhì)校正（本次研究采用ZAF校正法），可得到樣品中A元素的含量，其關(guān)系式可表達(dá)為：

當(dāng)有多道波譜儀對(duì)同一個(gè)標(biāo)樣及同一個(gè)待測(cè)樣品中的同一元素的相同特征X射線(xiàn)同時(shí)進(jìn)行分析時(shí)，則有：

將上式進(jìn)行合并計(jì)算可得：

以上各式中：Istd為標(biāo)樣中測(cè)試元素特征X射線(xiàn)強(qiáng)度（1, 2，…，n表示不同波譜儀上的一個(gè)分光晶體，n≥2）；Iunk為待測(cè)樣品中測(cè)試元素特征X射線(xiàn)強(qiáng)度（1, 2，…，n表示不同波譜儀上的一個(gè)分光晶體，n≥2）；Cstd為標(biāo)樣中測(cè)試元素的含量；Cunk為待測(cè)樣品中測(cè)試元素的含量；ZAF為基質(zhì)校正因子（Z：原子序數(shù)校正，A：吸收校正，F(xiàn)：熒光校正）。

1.2 多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差與檢測(cè)限計(jì)算方法

X射線(xiàn)的激發(fā)為隨機(jī)事件，在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的脈沖數(shù)統(tǒng)計(jì)漲落服從泊松分布（Poisson distribution）。通常用表示對(duì)數(shù)值N的統(tǒng)計(jì)漲落(1σ)，而計(jì)數(shù)N的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差表示為其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為。單個(gè)波譜儀上所獲得的計(jì)數(shù)的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為特征X射線(xiàn)強(qiáng)度(counts)的平方根，即：

多道譜儀同時(shí)測(cè)試時(shí)，各個(gè)譜儀間測(cè)試彼此獨(dú)立，則：

可得測(cè)試結(jié)果的一倍相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方程為：

同理，背景計(jì)數(shù)B的統(tǒng)計(jì)漲落(1σ)為，當(dāng)峰值的凈計(jì)數(shù)值高于背景的統(tǒng)計(jì)漲落時(shí)，我們認(rèn)為該元素能被檢測(cè)出來(lái)。當(dāng)背景對(duì)應(yīng)的峰值凈計(jì)數(shù)高于背景計(jì)數(shù)的三倍統(tǒng)計(jì)漲落（3σ）時(shí)，即可在99.7%的置信水平確定該元素存在（Reed, 2000）。因此，常用背景的三倍統(tǒng)計(jì)漲落表示檢測(cè)限，即：

將背景的統(tǒng)計(jì)漲落轉(zhuǎn)換為百分含量，可得到檢測(cè)限的計(jì)算方程為：

以上各式中：I為測(cè)試元素特征X射線(xiàn)的凈強(qiáng)度，單位為cps（std表示標(biāo)樣；unk表示未知樣品；p表示峰；b表示背景；1, 2，…，n表示不同波譜儀上的一個(gè)分光晶體，n≥2）；t為計(jì)數(shù)時(shí)間；Cstd為標(biāo)樣中測(cè)試元素百分含量； ZAF為基質(zhì)校正因子（Z：原子序數(shù)校正，A：吸收校正，F(xiàn)：熒光校正）。

2 實(shí)驗(yàn)流程

本研究使用的樣品為一個(gè)石英標(biāo)樣，產(chǎn)自山東省內(nèi)一個(gè)花崗巖晶洞中的煙灰色石英，其中Al和Ti分布比較均一，含量分別為154×10-6±15×10-6和 57×10-6±4×10-6（Audétat et al., 2015）， 在 測(cè)試中作為參考標(biāo)樣來(lái)檢驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。將該石英標(biāo)樣用環(huán)氧樹(shù)脂固定，然后用砂紙拋磨至石英大部分表面出露。為避免氧化鋁對(duì)測(cè)試的影響，拋光過(guò)程中使用金剛石拋光液。拋光完成后，用超聲波對(duì)樣品進(jìn)行清洗。在上機(jī)測(cè)試前，根據(jù)Zhang和Yang （2016）提供的方法，將樣品盡可能鍍上20 nm厚的碳膜。測(cè)試工作在武漢微束檢測(cè)科技有限公司微束分析中心使用配備有5道波譜儀的JEOL JXA-8230型電子探針完成，儀器中有三道波譜儀配備有PET晶體（全部為大晶體PETL），兩道波譜儀配備有TAP晶體（1個(gè)TAP和1個(gè)大晶體TAPL）。

本次實(shí)驗(yàn)采用20 kV加速電壓、500 nA電流和20 μm束斑直徑。測(cè)試過(guò)程中，同時(shí)使用2道波譜儀（分別配備有TAP晶體和TAPL晶體）和3道波譜儀（都配備PETL晶體）分別對(duì)Al和Ti含量進(jìn)行了測(cè)試，波譜儀參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1。 Al和Ti背景測(cè)試采用多點(diǎn)背景測(cè)試法，Al和Ti含量的測(cè)試分別使用剛玉（Al2O3）和金紅石（TiO2）作為標(biāo)樣，兩個(gè)標(biāo)樣均來(lái)自SPI。以石英中Ti含量的測(cè)試為例子，具體的實(shí)驗(yàn)流程如下（石英中Al含量的測(cè)試流程與Ti相同）。

（1）獲取標(biāo)準(zhǔn)樣品中待測(cè)元素的總凈計(jì)數(shù)，具體方法為：利用三道波譜儀上的三個(gè)PETL晶體獲得標(biāo)準(zhǔn)樣品金紅石中Ti的特征X射線(xiàn)總強(qiáng)度和背景強(qiáng)度，得到各個(gè)PETL晶體上的Ti的凈計(jì)數(shù)，分別記為Istd-1、Istd-2、Istd-3，再計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)樣品中Ti的總凈計(jì)數(shù)，記為Istd=Istd-1+Istd-2+Istd-3。

（2）獲取待測(cè)樣品中待測(cè)元素的總凈計(jì)數(shù)，具體方法為：利用三道波譜儀上的三個(gè)PETL晶體同時(shí)獲得待測(cè)樣品石英中Ti的特征X射線(xiàn)總強(qiáng)度和背景強(qiáng)度（表2），得到各個(gè)PETL晶體上的Ti的凈計(jì)數(shù)，分別記為Iunk-1、Iunk-2、Iunk-3，再計(jì)算待測(cè)樣品中Ti的總凈計(jì)數(shù)，記為Iunk=Iunk-1+Iunk-2+Iunk-3。

（3）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品中待測(cè)元素的總凈計(jì)數(shù)、待測(cè)樣品中待測(cè)元素的總凈計(jì)數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)樣品中待測(cè)元素的濃度計(jì)算待測(cè)樣品中待測(cè)元素的濃度，具體方法為根據(jù)上述公式（2）使用Office軟件進(jìn)行計(jì)算。

（4）根據(jù)待測(cè)樣品中待測(cè)元素在各道波譜儀上的凈計(jì)數(shù)，獲得待測(cè)樣品中待測(cè)元素的總凈計(jì)數(shù)，進(jìn)而計(jì)算待測(cè)元素的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)偏差。具體方法為：根據(jù)步驟（2）中三道波譜儀上的三個(gè)PETL晶體獲得的待測(cè)樣品石英中Ti的總凈計(jì)數(shù)，根據(jù)上述公式（3）計(jì)算Ti的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)偏差。

表1 波譜儀工作參數(shù)Table 1 The working parameters of WDS

表2 實(shí)驗(yàn)中峰及背景計(jì)數(shù)Table 2 The counts of peak and background in this study

（5）根據(jù)樣品中待測(cè)元素在各道波譜儀上的背景強(qiáng)度，獲得待測(cè)樣品中待測(cè)元素的總背景強(qiáng)度，進(jìn)而計(jì)算待測(cè)元素的檢測(cè)限。具體方法為：根據(jù)步驟（2）中三道波譜儀上的三個(gè)PETL晶體獲得的待測(cè)樣品石英中Ti的背景強(qiáng)度，分別記為Ib-1、Ib-2、Ib-3，計(jì)算待測(cè)樣品中Ti的總背景強(qiáng)度Ib=Ib-1+Ib-2+Ib-3，再根據(jù)上述公式（4）計(jì)算Ti的檢測(cè)限。

3 石英中Al和Ti含量測(cè)試的準(zhǔn)確度

在高電流條件下，石英的晶格容易被破壞造成元素的遷移（Kronz et al., 2012; Müller et al., 2003），因此需要選擇合適的測(cè)試條件來(lái)防止元素遷移的發(fā)生。為了選擇合適的測(cè)試條件，Cui等（2019）進(jìn)行了大量的研究，包括檢測(cè)限與電壓關(guān)系、信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間變化情況（TDI，Time-dependent intensity）研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，20 kV的加速電壓可以兼顧Al和Ti的檢測(cè)，在500 nA電流和20 μm束斑條件下，在600 s的時(shí)間內(nèi)，Al-Kα和Ti-Kα信號(hào)強(qiáng)度可以保持穩(wěn)定。

背景的測(cè)量直接影響測(cè)試的準(zhǔn)確度，背景的擬合方式有兩點(diǎn)直線(xiàn)背景擬合法和多點(diǎn)曲線(xiàn)背景擬合。由于A(yíng)l-Kα背景曲線(xiàn)為下凹的弧線(xiàn)，傳統(tǒng)的兩點(diǎn)背景方法會(huì)造成測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確（Müller et al., 2003），為此前人提出了多點(diǎn)背景測(cè)試（Cui et al., 2019）和兩點(diǎn)背景的指數(shù)擬合（Donovan et al.,2011）方法。鑒于兩點(diǎn)背景的指數(shù)擬合計(jì)算的復(fù)雜性，本次研究選擇多點(diǎn)背景測(cè)試法，在A(yíng)l-Kα和Ti-Kα峰兩側(cè)選擇多個(gè)背景位置，使用二次函數(shù)擬合并計(jì)算背景值（圖1和圖2）。

使用多點(diǎn)背景測(cè)試法時(shí)需要考慮背景上的一些干擾問(wèn)題，主要包括干擾峰、“臺(tái)階”和二次布拉格衍射效應(yīng)形成的“洞”（Cui et al., 2019; Donovan et al., 2011; Fournelle, 2007; Kronz et al., 2012; Self et al., 1990）。對(duì)于干擾峰和“臺(tái)階”，在背景位置選擇時(shí)與之保持一定的距離即可避免（Cui et al.,2019）?！岸础贝嬖谟赥i-Kα背景上（Donovan et al.,2011; Kronz et al., 2012），其存在受晶體取向影響，并不總是出現(xiàn)。不同的分光晶體，做工及安裝的差異都會(huì)造成“洞”的呈現(xiàn)結(jié)果不同（Donovan et al.,2011）。因此，本次研究重點(diǎn)對(duì)“洞”的存在進(jìn)行了研究。通過(guò)精細(xì)的波譜掃描發(fā)現(xiàn)，該儀器配置的三個(gè)PETL晶體上皆沒(méi)有“洞”存在（圖3）。因此，在本實(shí)驗(yàn)室儀器的背景測(cè)試過(guò)程中可以不考慮“洞”對(duì)測(cè)試的影響，其他實(shí)驗(yàn)室的儀器可參照本文的方法驗(yàn)證“洞”存在與否。

圖1 二次多項(xiàng)式擬合Ti-Kα背景結(jié)果Fig.1 Background fitting of Ti-Kα by quadratic polynomial

此外，二次熒光效應(yīng)也會(huì)影響峰值的準(zhǔn)確測(cè)試。二次熒光效應(yīng)為臨近礦物中含有的測(cè)試元素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，如與石英臨近的金紅石中含有的Ti可造成石英中Ti含量的測(cè)試結(jié)果偏高（Wark and Watson, 2006）。二次熒光效應(yīng)可通過(guò)二次熒光的模擬校正（Borisova et al., 2018; Llovet et al., 2012;Llovet and Salvat, 2016, 2017）或根據(jù)模擬結(jié)果與含有測(cè)試元素的臨近礦物保持足夠的距離來(lái)避免。Cui等（2019）模擬結(jié)果顯示，在20 kV加速電壓和500 nA電流條件下，當(dāng)臨近礦物為金紅石時(shí)，造成石英中Ti測(cè)試結(jié)果偏高10×10-6的距離約為360 μm；當(dāng)臨近礦物為透長(zhǎng)石時(shí)，造成石英中Al測(cè)試結(jié)果偏高10×10-6的距離約為16 μm。本次研究中，實(shí)驗(yàn)樣品為石英顆粒，無(wú)臨近含Al或Ti的礦物，二次熒光效應(yīng)的影響可不必考慮。在地質(zhì)樣品測(cè)試過(guò)程中，石英附近難免有長(zhǎng)石、云母、金紅石等含Al和Ti的礦物，此時(shí)就必須加以考慮。

圖2 二次多項(xiàng)式擬合Al-Kα背景結(jié)果Fig.2 Background fitting of Al-Kα by quadratic polynomial

圖3 石英中Ti-Kα 峰位及鄰區(qū)的波譜掃描結(jié)果，顯示在本實(shí)驗(yàn)室JEOL JXA-8230電子探針上的三個(gè)PETL晶體中均沒(méi)有出現(xiàn)“洞”Fig.3 Wavelength scans on quartz at the position for the Ti-Kα peak showing no “holes” adjacent to or directly underneath the Ti-Kα peak position.These scanning were performed on three PETL analyzing crystals on a JEOL JXA-8230 EPMA

4 多道譜儀同時(shí)測(cè)試與精確度的提高

由于不同波譜儀間的測(cè)試相互獨(dú)立，受加工和安裝工藝影響，不同譜儀中安裝的分光晶體間有細(xì)微的差別，從而導(dǎo)致波譜儀在單位時(shí)間內(nèi)接受的信號(hào)強(qiáng)度和同種元素的峰位都會(huì)有一定的差異，進(jìn)一步導(dǎo)致影響測(cè)試準(zhǔn)確度的干擾因素呈現(xiàn)特征不同。例如在本次石英中Ti含量的測(cè)試中，Ti-Kα在三道安裝PETL晶體的波譜儀中峰值位置分別為87.943 mm、88.312 mm和88.164 mm（圖1和表1）。這就要求在測(cè)試之前或測(cè)試過(guò)程對(duì)每道波譜儀進(jìn)行待測(cè)元素的尋峰操作。由于干擾因素呈現(xiàn)特征的不同，在使用多點(diǎn)背景測(cè)試法進(jìn)行背景測(cè)試時(shí)，背景位置的選擇應(yīng)根據(jù)每道譜儀的波譜掃描曲線(xiàn)特征分別進(jìn)行合理的選擇。由于不同波譜儀具有不同特征X射線(xiàn)峰位置，在采用多點(diǎn)背景測(cè)試過(guò)程中應(yīng)根據(jù)波譜儀計(jì)數(shù)和尋峰結(jié)果，逐個(gè)擬合并計(jì)算背景值，多點(diǎn)背景擬合得背景值及峰值計(jì)數(shù)結(jié)果見(jiàn)表2。根據(jù)方程（2）計(jì)算獲得石英中Al和Ti的含量，根據(jù)式（4）可獲得測(cè)試檢測(cè)限，根據(jù)式（3）可獲得測(cè)試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差（表3和4）。

以Al的含量及檢測(cè)限計(jì)算為例，具體計(jì)算過(guò)程為：

表3 石英標(biāo)準(zhǔn)樣品中Al含量測(cè)試結(jié)果（×10-6）Table 3 The analytical results of Al contents (×10-6) in the quartz standard.

表4 石英標(biāo)準(zhǔn)樣品中Ti含量測(cè)試結(jié)果（×10-6）Table 4 The analytical results of Ti contents (×10-6) in the quartz standard

采用多道波譜儀同時(shí)測(cè)試并結(jié)合多點(diǎn)背景測(cè)試，獲得二次標(biāo)樣Q-Std中Al和Ti的含量分別為163.8×10-6±5.8×10-6(3σ) 和 56.5×10-6±2.0×10-6(3σ)，皆位于參考值區(qū)間（Al：154×10-6±15×10-6；Ti：57×10-6±4×10-6；Audétat et al., 2015）內(nèi)（表3和表4）。相對(duì)于單道波譜儀的測(cè)試結(jié)果，相同測(cè)試條件下，多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素的方法具有更低檢測(cè)限，本文的實(shí)驗(yàn)條件下，Al和Ti的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.30%和0.34%，檢測(cè)限分別為 2.6×10-6(3σ)和 2.1×10-6(3σ)。通過(guò)增加計(jì)數(shù)時(shí)間，可獲得更低的檢測(cè)限，以滿(mǎn)足更嚴(yán)格的測(cè)試。本次研究由于大量采用L型大晶體，單道波譜儀測(cè)試即可獲得較低檢測(cè)限，多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素時(shí)檢測(cè)限降低不夠顯著（表3和表4）。對(duì)于配備普通晶體的波譜儀，使用多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素的方法在降低檢測(cè)限上，效果將會(huì)比較顯著。

本研究還對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性進(jìn)行了長(zhǎng)期的觀(guān)測(cè)。圖4中展示了長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)重復(fù)測(cè)試結(jié)果，部分測(cè)試結(jié)果比較接近參考值區(qū)間邊界，與二次標(biāo)樣Q-Std的非絕對(duì)均一性有關(guān)，在實(shí)際測(cè)試中需要測(cè)試多個(gè)點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算平均值來(lái)評(píng)估測(cè)試準(zhǔn)確性（Audétat et al., 2015）?？偟膩?lái)說(shuō)，測(cè)試獲得的Al和Ti含量基本位于參考值區(qū)間內(nèi)，說(shuō)明使用多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素，結(jié)合多點(diǎn)背景測(cè)試法測(cè)試石英中Al和Ti含量可以獲得具有高精確度和高準(zhǔn)確度的測(cè)試結(jié)果。

圖4 多道波譜儀同時(shí)測(cè)試石英標(biāo)準(zhǔn)樣品中Al (a) 和Ti (b)含量的長(zhǎng)期測(cè)試結(jié)果Fig.4 Long-term results of simultaneous determination of Al (a)and Ti (b) contents in quartz standard by multi-spectrometer

5 結(jié)論

本文提出了電子探針定量分析過(guò)程中一種提高元素特征X射線(xiàn)強(qiáng)度的方法，即多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素的方法。該方法利用電子探針不同波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)待測(cè)元素，通過(guò)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣品中待測(cè)元素的總凈計(jì)數(shù)和待測(cè)樣品中待測(cè)元素的總凈計(jì)數(shù)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)樣品中待測(cè)元素的濃度計(jì)算待測(cè)樣品中待測(cè)元素的含量。同時(shí)，本文也提出使用多道譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素時(shí)，單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和檢測(cè)限的計(jì)算方法。在同等測(cè)試條件下該方法可以有效地提高待測(cè)元素特征X射線(xiàn)的強(qiáng)度值，從而提高測(cè)試的精確度，降低測(cè)試的檢測(cè)限。本次實(shí)驗(yàn)使用兩道波譜儀(分別配備有TAP和TAPL晶體)同時(shí)測(cè)試Al元素，三道波譜儀(分別配備有PETL晶體)同時(shí)測(cè)試Ti元素，獲得Al和Ti的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.30%和0.34%，檢測(cè)限分別為 2.6×10-6(3σ)和 2.1×10-6(3σ)，具有較高的測(cè)試精確度和較低的檢測(cè)限。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的多次重復(fù)測(cè)試，證明多道波譜儀同時(shí)測(cè)試同一個(gè)元素的方法可以獲得具有高精確度和高準(zhǔn)確度的測(cè)試結(jié)果，在電子探針微量元素定量分析中可以發(fā)揮重要的應(yīng)用。

致謝：Andreas Audétat為本文研究提供了石英標(biāo)樣，陳振宇老師和李小犁老師為論文的修改提出了寶貴的意見(jiàn)，在此一并表示衷心的感謝！