我们都清楚的认识到,电子电气产品其实是多样性,且复杂,一个体现在材料上,另外也体现在元器件上,利用X射线荧光光谱法筛选电子电气产品中RoHS规定的限制性元素物质(包括铅、汞、铬、镉、溴),不可避免的受到材料中各种基体的影响和材料中包括分析元素在内的其他多种元素谱线重叠的光谱干扰。分析元素特征谱线的干扰主要来自谱线的吸收效应和增强效应:
各种材料基体的影响:
分析元素特征谱线的基体影响主要来自谱线的吸收效应和增强效应。
1、聚合物材料
分析元素特征谱线受有机高分子基体产生谱线背景的严重影响;PVC材料中的Cl元素,添加剂中的Ca、Ti、Sn等元素,阻燃剂中的Br和Sb等元素对分析元素特征谱线的荧光强度有吸收效应;样品中的Sb、Sn和Br等元素对分析元素特征谱线的荧光强度也有二次增强效应;对于大功率(>500W)的波长色散的X射线荧光光谱仪(WDXRF),聚合物材料的样品表面可能因长时间使用高功率的X射线光源照射而使表面变黑,影响测试结果的准确性,建议每次测定时使用新制备的测试样品。
2、金属材料
不同的金属基体对分析元素特征谱线产生不同的吸收效应和二次激发效应,如:
铁合金:Fe、Cr、Ni、Nb、Mo、W等;
铝合金:Al、Mg、Si、Cu、Zn等;
铜合金:Cu、Zn、Sn、Pb、Mn、NiCo等;
铅锡合金:Pb、Cu、Zn、Sn、Sb、Bi、Ag等;
锌合金:Zn、Al等;
贵金属合金:Rh、Pd、Ag、Ir、Pt、Au、Cu、Zn等;
其它金属基体:Ti、Mg等。
电子元器件和印刷线路板材料可参照金属材料和聚合物材料的影响因素。
重叠谱线的光谱干扰:
分析元素特征谱线存在相互间谱线重叠干扰,以及来自样品中其它元素的谱线重叠干扰。
Cd的干扰元素可能有Br、Pb、Sn、Ag和Sb;
Pb的干扰元素可能有Br、As、Bi;
Hg的干扰元素可能有Br、Pb、Bi、Au、高含量的Ca和Fe;
Cr的干扰元素可能有Cl;
Br的干扰元素可能有Fe和Pb。
基体效应对分析元素检出限的影响:
以聚合物材料中待分析元素Pb和Cd为例:若纯聚合物材料中Cd的检出限为A,由于受基体效应的影响,当聚合物材料中含有≥2%的Sb,但不含Br时,此时Cd的检出限为A~2A之间;当聚合物材料中含有≥2%的Br,但不含Sb时,此时Cd的检出限为≥2A。若纯聚合物材料中Pb的检出限为B,由于受基体效应的影响,当聚合物材料中含有≥2%的Sb,但不含Br时,此时Pb的检出限为~2B;当聚合物材料中含有≥2%的Br,但不含Sb时,此时Cd的检出限为≥3B。