天游线路检测中心 ZAF 修正
ZAF 修正
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[目录：分析]
进行定量分析时，考虑三种效应对特征 X 射线强度产生的影响的校正：1) 原子序数 (Z) 效应、2) 吸收 (A) 效应和 3) 荧光激发 (F) 效应。将效果1)～3)统称为ZAF，以下对各效果进行说明。
1。原子序数效应
原子序数效应是构成未知样品的元素与构成标准样品的元素之间的平均原子序数差异对特征X射线的产生的影响。原子序数效应的校正包括后向散射因子和穿透因子。
背向散射因子是对不有助于特征X射线生成的背向散射电子数量差异的校正因子，具体取决于平均原子序数。随着未知样品的平均原子序数增加，对特征X射线的产生没有贡献并飞出样品的背散射电子数量增加，而进入样品中有助于产生的电子数量减少。
侵入因子是校正因侵入电子而根据质量阻止本领产生的特征X射线的量的差异的校正因子。穿透电子通过非弹性散射激发或电离样品中的原子，产生特征 X 射线，并失去能量。每单位质量深度的穿透电子[1]时损失的能量表示为能量损失率或质量阻止本领。未知样品的平均原子序数越大，质量阻止本领越小。结果，通过穿透电子产生特征X射线的效率增加。
这样，根据平均原子序数，背散射因子和间隙因子可以抵消所生成的特征X射线的强度。原子序数校正因子（GZA)使用后向散射因子和侵入因子通过以下等式来表达。
GZA= (R标准A/R未知A) x (S未知A/S标准A)
R标准A：影响标准样品中元素A的后向散射因子
R未知A：影响未知样品中元素 A 的后向散射因子
S标准A：标准样品元件 A 的停止功率因数
S未知A：未知样品的元件 A 的停止功率因数
2。吸收效果
吸收效应是样品中产生的特征X射线被样品中的共存元素吸收，从而在从样品表面发射之前降低X射线强度的效应。特别是，来自小原子序数元素的低能特征X射线受大原子序数元素吸收的影响很大。相反，高原子序数元素发出的高能特征X射线几乎不会被低原子序数元素吸收，X射线强度的降低几乎可以忽略不计。因此，吸收校正在小原子序数元素的定量分析中变得非常重要。
X射线吸收量由样品的质量吸收系数(μ/ρ)和X射线探测器的提取角度决定θ中定义的变量χ = (μ/ρ)cosecθ的函数 f (χ) X射线检测器提取角度θ越小，变量χ就越大，产生的特征X射线在样品中传播的距离更长，因此被强烈吸收。元素 A 的吸收校正系数 (GAA)用下式表示为未知样品与标准样品的吸收量之比。 （变量χ与组成元素对X射线的吸收程度以及特征X射线穿过样品的距离有关）
GAA=f标准A(χ标准A)/f未知A(χ未知A)
f标准A(χ标准A)：标准样品中元素A产生的特征X射线相对于与组成元素的X射线吸收程度和通过距离有关的变量χ的吸收函数
f未知A(χ未知A)：未知样品中元素A产生的特征X射线的吸收函数，其中χ是与组成元素的X射线吸收程度和通过距离有关的变量
3。荧光激发效应
荧光激发效应是样品中共存的其他元素产生的高能特征X射线二次产生待测元素A的特征X射线，从而增加特征X射线强度的现象。使用荧光激发校正系数来校正标准样品和未知样品之间元素A的特征X射线的荧光激发量的差异。荧光校正系数（GfA)使用由于入射电子束而从元素A产生的特征X射线量与由于共存元素而从元素A产生的特征X射线量(荧光X射线)之间的比率(荧光激发比)γ，通过以下等式来表达。
GfA= (1+γ标准A)/(1+γ未知A)
γ标准A：标准样品中元素A的荧光激发比
γ未知A：未知样品中元素A的荧光激发比
然而，荧光校正系数常常被忽略，因为除了特殊的元素组合之外，其影响很小。如果主成分元素的X射线能量略大于待分析微量元素的激发能量，则校正量会很大。例如，铁 (Fe) 中的微量铬 (Cr) 由于荧光激发而增加了 X 射线强度。
ZAF校正未知样品中元素A的重量浓度C未知A如下所示。
C未知A= GZAxGAAxGfAx C标准Ax KA
GZA：原子序数修正系数
GAA：吸收校正系数
GfA：荧光激发校正系数
C标准A：标准样品中元素A的重量浓度
KA：元素A的相对强度（K比）
取决于样品和测量条件，但一般来说吸收校正(A)的效果最大，其次是原子序数校正(Z)和荧光校正(F)。
ZAF 校正是最常用的，因为它可以使用单一元素或化合物作为标准样品，并且可以应用于所有元素。除了ZAF校正之外，还有其他校正，例如φ(ρz)校正。
[1]质量深度：密度与距离的乘积，单位为[g/cm2]。也称为质量厚度或面积密度。它用于在讨论电子束或 X 射线穿过材料的距离时考虑材料密度的影响。
ZAF校正是指在进行定量分析时考虑以下三种对特征X射线强度的影响的校正：1)原子序数(Z)效应，2)吸收(A)效应，3)荧光激发(F)效应。下面描述这三种效果。 ZAF 是效果的缩写。
1。原子序数效应
原子序数效应是未知样品与标准样品的组成元素差异，即两个样品之间的平均原子序数差异，对特征X射线产生量的影响。效果由后向散射因子和穿透因子组成。
反向散射因子是为了校正对特征X射线生成没有贡献的反向散射电子数量的差异，该差异取决于平均原子序数。随着未知样品的平均原子序数越大，从样品背向散射出的电子数量增加，而穿透样品有助于产生X射线的电子数量减少。
穿透因子是为了校正有助于特征X射线生成的穿透电子数量的差异，这取决于质量阻止本领的大小。
穿透电子激发并电离样本原子中的电子，产生特征 X 射线，同时由于这些非弹性散射过程而损失能量。穿透电子穿过单位质量深度（质量厚度）时的能量损失[1]，用能量损失比表示，即质量阻止本领。随着未知样品的平均原子序数越大，质量阻止本领就越小。然后，穿透电子的特征X射线的产生效率增加。
因此，当未知样本的平均原子序数与标准样本的平均原子序数不同时，后向散射因子和穿透因子在特征 X 射线生成效率方面会相互抵消。
原子序数修正因子GZA用于计算未知样品中元素A的浓度，使用后向散射因子和穿透因子由以下等式表示。
GZA= (R标准A/R未知A) x (S未知A/S标准A)
R标准A：标准样品元素 A 的后向散射因子。
R未知A：未知样本元素 A 的后向散射因子。
S标准A：标准样品的元件 A 的停止功率因数。
S未知A：未知样本的元素 A 的阻止功率因数。
2。吸收效果
吸收效应是指样本中产生的特征X射线被样本中的其他元素吸收，直至X射线从样本中发射出来，从而降低X射线强度的效应。
特别是，由小原子序数的元素产生的低能特征X射线会被大原子序数的元素极大地吸收。数字。
特征 X 射线的吸收量表示为变量 χ = (μ/ρ) cosec 的函数 f (χ)θ由样本的质量吸收系数(μ/ρ)和起飞角定义θX 射线探测器。需要注意的是，变量χ与组成元素对X射线的衰减程度以及特征X射线在标本中的路径长度有关。
当探测器的发射角较小时，变量χ变大，产生的X射线穿过样本的距离较长，因此X射线受到较大的吸收。吸收修正系数GAA对于元素 A，用以下等式表示为标准样品的吸收率与未知样品的吸收率之比。
GAA= f标准A(χ标准A)/f未知A(χ未知A)
f标准A(χ标准A)：对于标准样品的元素 A 的特征 X 射线，变量 χ 的吸收函数，与组成元素的 X 射线衰减程度和路径长度有关。
f未知A(χ未知A)：对于未知样品的元素 A 的特征 X 射线，变量 χ 的吸收函数，与组成元素的 X 射线衰减程度和路径长度有关。
3。荧光激发效应
荧光激发效应是样品中其他元素的高能特征X射线二次产生待测元素A的特征X射线，从而产生元素A的特征X射线强度相加的效应。GfA使用由入射电子束从元素A产生的特征X射线量与由于其他元素而从元素A产生的X射线量（荧光X射线）之间的荧光激发比γ，用以下等式表示。
GfA= (1+γStdA)/(1+γ未知A)
γ标准A：标准样品中元素A的荧光激发比。
γ未知A：未知样品中元素A的荧光激发比。
在许多情况下，荧光校正可以忽略不计，因为除了特定元素的组合之外，荧光激发效应很小。当主要成分元素的X射线能量略大于待测微量元素的X射线能量时，校正量变大。例如，对于铁 (Fe) 中的痕量铬 (Cr)，由于荧光激发，X 射线强度会显着增加。
综上所述，利用ZAF校正，得到质量浓度C未知A未知样品中元素A的含量由以下等式表示。
C未知A= GZAxGAAxGfAx C标准Ax KA
GZA：原子序数校正因子。
GAA：吸收修正系数。
GfA：荧光激发校正因子。
C标准A：标准样品中元素A的质量浓度。
KA：元素 A 的相对强度（K 比率）。
需要注意的是，尽管取决于样本种类和测量条件，但一般来说，吸收校正（A）的效果最大，其次是原子序数校正（Z）和荧光激发校正（F）。
由于ZAF校正方法可以应用于所有待分析元素，因此通过制备从简单物质到化合物的各种标准样品，其应用最为广泛。其他校正方法包括 φ(ρz) 方法。
[1]质量深度：该参数用密度和距离的乘积表示，单位为g/cm2。它也称为“质量厚度”或“面积密度”。它用于在考虑电子束或 X 射线穿过物质的距离时考虑物质密度的影响。
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