【儀表網 行業標準】近日，由寶山鋼鐵股份有限公司等單位起草， TC38(全國微束分析標準化技術委員會)歸口的國家標準計劃《表面化學分析 輝光放電發射光譜方法通則》已完成征求意見稿編制，現公開征求意見。截止時間2023年7月9日。
 

　　輝光放電發射光譜法(GD-OES)用于測定固體樣品的化學成分，它既可以進行體材分析，也可以進行深度剖析。體材分析時，對樣品中元素含量在深度方向上的變化認為是可以忽略的；而深度剖析的主要目的通常是要獲得成分隨深度變化的信息。輝光放電發射光譜法深度剖析的厚度范圍從幾個納米到一百微米左右。元素濃度的平均值基于濺射坑面獲得，因此輝光放電發射光譜法的橫向分辨率與陽極內徑相對應。
 

　　與任何一種儀器分析方法一樣， 輝光放電發射光譜分析的質量主要取決于如何使儀器處于最佳狀態和如何正確地使用儀器。本文件提供了可遵循的實踐指南，以確保輝光放電發射光譜分析結果具有可能的最高質量。
 

　　本文件按照GB/T 1.1-2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》和GB/T 1.2-2020《標準化工作導則 第2部分：以ISO/IEC標準化文件為基礎的標準化文件起草規則》給出的規定起草。
 

　　本標準與國際標準在技術內容方面完全相同，僅作部分編輯性修改。本標準中部分編輯性修改內容對比如下：
 

　　a、改變國際標準的封面，以符合本國標準的封面規定；
 

　　b、改變標準的編號與現有國家標準編號一致；
 

　　c、重新編排全文的頁碼；
 

　　d、重新編排目次中的頁碼；
 

　　e、刪除國際標準中有關 ISO 的前言部分；
 

　　f、增加有關標準編制說明的前言部分；
 

　　g、用小數點符號“.”代替作為小數點的符號“,”；
 

　　h、用“本文件”代替“本國際標準”；
 

　　i、用“宜”代替“需要”；
 

　　j、用“建立工作曲線過程”代替“校正過程”；
 

　　k、用“標準物質/標準樣品”代替“參考樣品”；
 

　　l、用“濺射率”代替“濺射產額”；
 

　　m、用“流速”代替“流量”；
 

　　n、用“等離子體氣源”代替“惰性氣源”。
 

　　與 GB/T 19502-2004 相比較，除部分編輯性修改外，主要技術變化如下：
 

　　a、增加了原標準 4 原理中 CCD 檢測器的應用。
 

　　b、修改原標準 4 中施加在等離子體氣體中陰、陽兩極之間的高壓范圍。
 

　　c、刪除原標準圖 1 中紫外譜的真空室的標注。
 

　　d、修改原標準 5.1 中陽極尺寸的內徑尺寸范圍。
 

　　e、修改了原標準 5.1.1 中放電電流、放電電壓、氣體流速和射頻頻率等光源參數的適用范圍。
 

　　f、修改原標準圖 2 中“陰極塊”為“作為前接觸的陰極塊或作為背接觸的陶瓷絕緣塊”；“陽極”為”陽極塊”；“冷卻塊”增加注釋“在諸如 Marcus 型光源中用作陰極接觸快”。
 

　　g、修改原標準 5.1.2 和 6.2.3-a 中光路的真空度參數。
 

　　h、刪除了原標準 5.2 中使用 CCD 和 CID 檢測器的特別說明。
 

　　i、增加了原標準 5.3 中 CCD 和 CID 檢測器的應用。
 

　　j、增加了原標準 6.2.2 中深度剖析定量分析所選擇工作曲線樣品“應具有可測定、可再現的濺射率”的要求。
 

　　k、增加了原標準 6.2.3 中計算工作曲線函數的要求。
 

　　本文件為采用輝光放電發射光譜法進行體材分析和深度剖析提供指南。這里所討論的方法通則僅限于剛性固體樣品的分析，不包括粉末、氣體或溶液的分析。結合現有和將來特定的標準方法，本方法通則旨在能夠實現儀器的規范管理和測量條件的控制。
 

　　盡管近年來有不同類型的輝光放電發射光源問世，但目前絕大多數使用直流和射頻光源的輝光放電光譜設備仍以空心陽極的 Grimm 型為主。然而不同于原始 Grimm 型光源陰極接觸于正面的設計，一些光源的陰極接觸常置于樣品背面，例如 Marcus 型光源。本方法通則包含的條款同樣適用于上述兩種和其它類型的光源，Grimm 型光源僅作為一個實例。
 

　　原理：
 

　　輝光放電發射光譜分析包括如下的操作：
 

　　a) 分析樣品的制備，通常要求平板狀或圓盤狀的試樣,大小要符合儀器或分析的要求(樣品的直徑或邊長大于3mm、通常在20mm～100mm之間比較合適)；
 

　　b) 通過在輝光放電過程中產生的離子濺射和粒子間的碰撞，使待測元素原子化，進而被激發；
 

　　c) 各分析元素特征譜線發射強度的測量(深度剖析時，發射強度記錄為時間的函數)；
 

　　d) 通過已知成分的標準物質/標準樣品所建立的工作曲線，測定樣品所包含的元素濃度(深度剖析時，通過已知含量和濺射速率的標準物質/標準樣品所建立的標準曲線得到濺射深度對時間的函數)。
 

　　輝光放電發射光譜采用輝光放電裝置作為光發射源。輝光放電裝置由充有載氣(通常為氬氣)的真空室組成。通過控制施加在等離子體氣體中陰、陽兩極之間200V～2000V的高壓，維持輝光等離子體，輝光放電由此而得名。被分析的固體樣品為陰極。
 

　　樣品材料的原子化是輝光放電過程中陰極濺射作用的結果，基于氣體放電過程中高速的帶電和中性粒子對負電極(陰極)的破壞。等離子體中形成的離子受到電場作用被加速至陰極表面。當一個離子或中性原子碰撞到表面時，其動能可能傳遞給陰極表面的原子，導致樣品表面的部分原子逸出，進入等離子體。一旦進入等離子體，這些被濺射的樣品原子可能與電子和其它粒子發生非彈性碰撞而被離子化和激發。大多數的激發態原子和離子弛豫到低電子能級時，發射出元素特定的光學信號。這些光學信號由含有色散元件(通常是衍射光柵)的光學譜儀分析。通過合適的檢測器，元素特征譜線強度被轉化為電信號。通常采用多色儀可以同時定量測定多個元素。如果具備掃描單色儀，還可以測定多色儀中那些沒有被包含的譜線。也有配置CCD檢測器的儀器，其可以連續檢測很寬光譜范圍的譜線。實際應用中，元素周期表中幾乎所有的元素，包括金屬、類金屬和非金屬，都可以被測定。