ICS 77.040.30 H 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T16597—2019 代替GB/T16597—1996
冶金产品分析方法 X射线荧光光谱法通则
Analytical methods of metallurgical products-
General rule for X-ray fluorescence spectrometric methods
2020-05-01实施
2019-06-04发布
国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T16597—2019
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T16597一1996《冶金产品分析方法X射线荧光光谱法通则》。与GB/T16597-
1996相比主要技术变化如下：
修改了标准的适用范围（见第1章，1996年版的第1章）；增加了“波长色散”（见3.13）、“能量色散”（见3.14）、“分光晶体”（见3.15）、“顺序式X射线荧光光谱仪”（见3.16）、“X射线管”（见3.17）、“准直器”（见3.18）、“闪烁计数器”（见3.19）、 “0角”（见3.20）、“20角”（见3.21）、“参比谱线”（见3.22）、“特征X射线谱”（见3.23）、“俄歇效应”（见3.24）、“荧光产额”（见3.25)的术语和定义；增加了“能量色散X射线荧光光谱分析基本原理”（见4.2）；增加了“仪器的组成”中“能量色散X射线荧光光谱分析仪”（见5.1.2)；增加了“X光管构造和基本要求”（见5.1.4)；增加了“X射线分析靶材”（见5.1.5）；增加了“能量色散X射线荧光分析试料室”（见5.1.6.2）；增加了“能量色散X射线荧光分析探测器”（见5.2.2.2）；增加了“试剂和材料”（见第6章）；增加了“试料的制备方法”（见第7章）；增加了“定性分析”（见第8章）；增加了“半定量分析”（见第9章）；增加了“外标法”（见10.2.4）；增加了“数学方法”（见10.2.5）；增加了“定量分析的影响因素和消除方法”（见10.3)；增加了“常用分析软件”（见第11章）；增加了“安全注意事项”（见第12章）；增加了“测定结果的记录和表述”（见第13章）。
本标准由中国有色金属工业协会提出本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）归口。 本标准起草单位：金堆城钼业股份有限公司、国合通用测试评价认证股份公司、国标（北京）检验认
证有限公司、西北有色金属研究院。
本标准主要起草人：谢明明、王郭亮、苏雄、张东雯、邱少华、贺鑫、于磊、周恺、柴玉青、马志军、 王丽丽、张敏、吴伟。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T16597—1996
I GB/T16597—2019
冶金产品分析方法 X射线荧光光谱法通则
1范围
本标准规定了用X射线荧光光谱法进行元素定量分析的一般要求，包括术语和定义、基本原理、仪
器、试剂和材料、试料的制备方法、定量分析、安全注意事项和测定结果的记录和表述。
本标准适用于波长色散型和能量色散型X射线荧光光谱仪测量各种材料中的元素成分和元素含
量，可用于除H、He、Li外，周期表中从，Be到2U之间的所有元素的常量、微量的定性和定量分析，供以 X射线管作激发源的波长色散和能量色散X射线荧光光谱仪使用。分析元素的质量分数范围： 0.0001%~100%。
规范性引用文件
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下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度） 第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法
JJG810波长色散X射线荧光光谱仪
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
X射线强度X-rayintensity X射线荧光光谱分析中的强度为单位时间内的计数，通常用I表示。
3.2
能量分辨率 energy resolution 脉冲高度分布的半高宽与平均脉冲高度之比，用百分数表示。
3.3
背景 background 叠加在分析线上的连续谱，主要来自试料对入射辐射的散射。
3.4
分析线 analytical line 需要对其强度进行测量并据此判定被分析元素含量的特征谱线注：X射线荧光光谱分析中一般选择强度大、干扰少、背景低的特征谱线作为分析线
3.5
干扰线 interference line 与分析线重叠或部分重叠，从而影响对分析线强度进行准确测量的谱线。
1 GB/T16597—2019
3.6
检出限 limitofdetection 在一定置信水平下能检出的最低含量，通常用式（1)表示：
DL=3R
.(1)
mT,
式中： m R 背景的每秒计数； Th 背景计数时间（总分析时间的一半）。
单位浓度的每秒计数；
3.7
基体效应 matrixeffect 试料的化学组成和物理-化学状态对分析元素荧光X射线强度的影响，主要表现为吸收-增强效
应、颗粒度效应、表面光洁度效应、化学状态效应等。 3.8
经验系数法 empirical coefficient method 用经验的数学校正公式.依靠一系列标准试料以实验方法确定某种共存元素对分析线的吸收-增强
影响系数和重叠干扰系数而加以校正的方法。 3.9
基本参数法 fundamental-parametermethod 用原级X射线的光谱分布、质量吸收系数、荧光产额、吸收突变比、仪器几何因子等基本参数计算
出纯元素分析线的理论强度，将测量强度代入基本参数法数学模型中，用送代法计算至达到所要求的精度，得到分析元素含量的理论计算方法。 3.10
校准曲线 calibrationcurve 通过测量一套与试料化学组成、物理化学状态相似的标准系列的X射线强度，将其与相应的元素
含量用最小二乘法拟合成的曲线，用以计算在相同的仪器条件下所测未知试料中分析元素的含量。
注：也称工作曲线。 3.11
标准试料 testportionforcalibration curve 用于绘制校准曲线或进行校正的一套已知组成和含量的试料。
3.12
标准化试料 test portion for standardization of instrument 用于校正仪器漂移的试料。其元素分析线有适当的强度并可长时间保持稳定。
3.13
波长色散 wavelengthdispersion X射线经分光晶体衍射而发生的空间色散。 注：也称晶体色散。
3.14
能量色散 energy dispersion 分析样品被激发光源激发发出的各种能量特征X射线。
3.15
分光晶体 analyzingcrystal 使二次（荧光)X射线束衍射并色散成空间波谱的晶体分光器或单色器。
2 GB/T16597—2019
3.16
顺序式X射线荧光光谱仪 义sequential X-ray fluorescence spectrometer 种单通道扫描型、晶体色散型自动化的X射线荧光光谱仪
3.17
X射线管X-raytube 工作在高电压下的真空二极管，密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳中，包含有两个电极。用于发射初
级X射线。
注：又称X光管 3.18
准直器 collimator 截取发射的X射线，使其中基本上平行的射线进入分光晶体或探测器注：又称Soller获缝。
3.19
闪烁计数器 scintillationcounter 由闪烁体、光导、光电倍增管及相关电路组成，属于X射线荧光光谱仪的检测器，
3.20
角angle? 入射线与晶体衍射面之间的夹角。 注：又称布拉格衍射角。
3.21
20角 angle2 衍射线与非偏转人射线之间的夹角。
3.22
参比谱线 reference spectral line 在外参比方法中，参比试样中与分析谱线波长相同的谱线；在内参比方法中，用内标线或X射线管
靶的康普顿散射线。 3.23
特征X射线谱 characteristicX-ray spectrum 高速电子撞击材料后，材料内层电子形成空位，外层电子向空位跃迁时辐射的X射线，
3.24
俄歇效应 Augereffect 比空穴主量子数高的壳层上的电子跃迁后，能量不以特征X射线的形式发射出来，而是将另一电
子逐出原子，形成具有双空穴的原子。 3.25
荧光产额 fluorescence yield 激发态原子回到基态时发射X射线荧光的几率，用百分数表示。
4基本原理
4.1 波长色散X射线荧光光谱分析基本原理
元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有一定特征波长的X射线根据测得谱线的波长和强度进行元素定性和定量分析。以准直器与平面单晶相组合的波长色散型X 射线荧光光谱仪光路示意如图1所示。
3 GB/T16597—2019
说明：
X射线管；
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b 试料； c 准直器； d- 分光晶体； e
探测器。
图1平面晶体分光计光路示意图
由X射线管（a)发射出的X射线（称为激发X射线或一次X射线）照射到试料（b），试料（b)中的元素被激发而产生特征辐射（称为荧光X射线或二次X射线）。荧光X射线通过准直器（c)成为近似平行的多色光束投向晶体（d)时，对于某一选定的晶体和入射角位置，只有一种波长满足布拉格衍射公式，如式（2）所示：
n入=2d sino
...(2)
式中：
衍射级数，一般用一级衍射，即n=1；
n 入一 一 波长，单位为纳米（nm）；
d一一分光晶体的晶面间距，单位为纳米（nm）； 9一一人射光束与晶体表面的夹角。 衍射光束在与人射光束成20角的方向出射，并由位于该方向的探测器（e)所接收，根据测得谱线的
波长识别元素，而元素某一特征谱线的强度又与该元素在试料中的含量相关，从而可根据谱线强度求得其含量。
4.2 能量色散X射线荧光光谱分析基本原理
分析样品被激发源激发发出特征X射线，用具有一定能量分辨率的X射线探测器，探测样品所发出的各种能量特征X射线，探测器输出信号幅度与接收到的X射线能量成正比。根据能量的大小及强度，对样品进行定量、定性分析。
5仪器
5.1 仪器的组成
5.1.1波长色散X射线荧光光谱分析仪
波长色散X射线荧光光谱分析仪构成示意图如图2所示。
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