Was sind die Ursachen für Fehler bei den FP-Quantifizierungsergebnissen?

1. Röntgenfluoreszenzanalyse und Kalibrierkurve

Die Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) wird aufgrund der einfachen Probenvorbereitung, Stabilität und großen Anwendungsbereichs der Konzentration in vielen Industrien verwendet. Für die quantitative Analyse sind jedoch Kalibrierkurven erforderlich, die mit Standardmaterialien desselben Matrixbereichs erstellt wurden, da sekundäre Anregung oder Absorptionseffekte zwischen den im Material vorhandenen Elementen auftreten können. Daher ist eine Vorbereitung von Standardproben für jede Matrix notwendig, und wenn diese im Handel nicht erhältlich sind, erfordert die Erstellung viel Mühe und Aufwand, um sie selbst herzustellen.

2. Die FP-Methode

Die FP-Methode steht für Fundamental Parameter Method (Methode der fundamentalen Parameter) und bezeichnet eine Technik, die auf physikalischen Konstanten basiert und die theoretische Röntgenintensität für Proben mit bekannter Zusammensetzung berechnet.

3. FP-Quantifizierung und Fehler

Durch den Einsatz der FP-Methode kann eine quantitative Analyse von Elementen auch ohne die früher erforderlichen XRF-Standardmaterialien oder Kalibrierkurven durchgeführt werden. Die Kombination mit einer automatischen qualitativen Analyse ermöglicht eine automatische qualitative und quantitative Analyse, wodurch der Anwendungsbereich der Röntgenfluoreszenzanalyse erheblich erweitert wird.

Es gibt jedoch einige Punkte, die beachtet werden müssen, um die Quantifizierungsgenauigkeit weiter zu verbessern. Bei der Röntgenfluoreszenzanalyse wird davon ausgegangen, dass die Probe vollständig homogen ist, wenn FP-Berechnungen durchgeführt werden. Wenn sich jedoch Effekte wie Korngröße oder Mineraleffekt durch die Probenvorbereitung ergeben, sollte entweder eine Standardprobe mit ähnlichen Effekten hinzugefügt oder eine präzisere Vorbehandlung wie die Glasperlenmethode verwendet werden. Da die Berechnungen auf einem Gesamtgewicht von 100% basieren, sind auch genaue Informationen zur Behandlung von leichten Elementen wie Kohlenstoff oder Sauerstoff erforderlich, die mit geringer Quantifizierungsgenauigkeit erfasst werden. Im Allgemeinen werden solche leichten Elemente als „Balance“-Komponenten in die Zusammensetzungsformel eingegeben oder Korrekturberechnungen mit Streuungslinien zur Korrektur der Einflüsse dieser Elemente durchgeführt. Bei der Messung schwerer Elemente in leichten Elementen nimmt die Austrittstiefe der Röntgenstrahlen zu, weshalb Angaben zu Gewicht, Fläche und Dichte der Probe erforderlich sind. Bei Flüssigmethoden oder losem Pulver sind auch Korrekturen für das Material und die Dicke der verwendeten organischen Folie notwendig.

4. Beispiel: Ursachen für Fehler bei FP-Quantifizierungsergebnissen

Herr A, Frau B und Herr C haben die gleiche Flüssigkeitsprobe mit einem Röntgenfluoreszenzanalysegerät quantifiziert. Nach der Berechnung der FP-Quantifizierungsergebnisse wurde festgestellt, dass Herr A sowohl für Silizium als auch für Barium Werte nahe dem Standard erzielte. Frau B erzielte einen Bariumwert von mehr als dem Doppelten des Standards, und Herr C erzielte für Silizium einen mehr als doppelten Wert des Standards.

Warum traten solche Unterschiede in den Quantifizierungswerten auf?

FP-Quantifizierungsergebnisse der Flüssigkeitsprobe

Tipp: Herr A hat die richtigen Korrekturparameter eingegeben. Die anderen zwei haben Fehler bei der Eingabe der Probenparameter gemacht.

5. JASIS 2024: Erklärung der neuen Technik

Obwohl ich die Fehler der FP-Quantifizierung erklärt habe, werde ich die Ursachen der im Beispiel genannten Fehler und deren Lösungen im Detail bei der kommenden JASIS-Veranstaltung zur neuen Technik erläutern. Bitte besuchen Sie die Veranstaltung.

6. September 2024, 11:00–11:30 Uhr, TKP (ehemals APA) Veranstaltungsort Raum Nr. 2

„Ist dieser Quantifizierungswert wirklich korrekt? Unbekannte Faktoren der Fehler bei den Röntgenfluoreszenz-Quantifizierungswerten und deren Lösungen“