國內銷售的RoHS檢測儀器,目前國內廠家大部分仍然使用影響系數法在測試,而進口的島津、日立等公司基本都使用FP法(基本參數法)在測試。
兩種方法都可以滿足一般的測試需求,但是FP法在檢測速度和測試復雜樣品有著明顯的性,下面對比我司T6(影響系數法)和T7(FP法)兩個XRF產品進行案例分析:
1.測試效率及重現性對比
1.1.T7(FP法)測試效率與重現性:(60秒/樣)
五次測試結果數據:
五次測試結果數據平均值:
1.2.T6(影響系數法)測試效率與重現性:(測試時長60秒與200秒)
注:上圖譜形綠色譜形為60秒測試譜形,實測譜為200秒測試譜形。
T6 60秒五次測試結果:
T6 200秒測試結果:
1.3.三組數據偏差對比:(越小越好)
結論:根據FP法與影響系數法的測試LDPE-05重現性可看出,影響系數法測試數據在回測標樣的時候延長測試200秒時間可以達到FP法測試的效果,但在60秒測試時數據差異大。
FP法能在快速測試的同時得出準確數據。
2.FP法與影響系數法測試復雜樣品對比
2.1.非金屬類:以某客戶色粉樣品為例
2.1.1.T7(FP法)測試
通過譜圖,可以發現樣品含有S,Ti,V,Bi等元素;
測試結果:
2.1.2.T6(影響系數法)測試
測試結果:
2.1.3.兩種儀器數據對比
由于當樣品中含有大量的Ti或其化合物,其Ka能量為4.512KeV,Ti元素的逃逸峰Ti:Ka-E能量為2.772KeV與Cl元素Cl:Ka能量2.622KeV接近,存在互相干擾;V元素V:kb能量5.42 KeV和Cr元素Cr:Ka能量5.411KeV,Pb元素Pb:La能量為10.55KeV, Bi元素Bi:La能量10.84KeV,S元素S:kb能量值2.468 KeV和Cl元素Cl:Ka能量2.622KeV存在相互干擾,會出現疊加的現象,測試結果會偏高,可能會出現合格樣品測試結果為超標。
結論:當樣品中存在多種相互干擾元素,T6(影響系數法)很難得出正確的結果,因為元素的相互干擾即使分解譜形亦難以準確消除影響。而采用T7測試能輕松識別分辨得出結果,這是因為FP法基于樣品結構建模,全譜擬合,可以有效分解各元素的相互干擾。
2.2.金屬類:以某客戶銅合金樣品為例
2.2.1.T7(FP法)測試
測試譜形中,可以觀察到樣品主要為銅鋅合金,在局部放大譜形后發現含有Bi元素;
T7(FP法)測試結果
2.2.2.T6(影響系數法)測試
T6(影響系數法)測試結果:
2.2.3.兩種儀器數據對比:
結論:在T6(影響系數法)儀器上測試Pb主要采取Pb:La線性測試,Pb:La能量為10.55KeV, Bi:La能量為10.84KeV,能量值非常接近,會出現即使Pb含量不高的情況下,但因為Bi的影響,導致其測試結果會偏高很多,出現誤判的情況。T7(FP法)儀器通過建立樣品模型,同時根據X射線的激發模型、探測器的響應模型這三者模擬計算譜形,并與實測譜形匹配擬合迭代,最終計算出樣品準確的含量。
綜上所述,經驗算法在處理復雜樣品時容易出現測量偏差,需要在分析過程中考慮樣品的復雜性質和進行適當的校正處理,才能夠得到準確的分析結果。而使用基本參數法可以通過建立更準確的模型來解決這些問題,從而得到更準確的分析結果。
3.總結
在RoHS應用中,FP法(基本參數法)較于影響系數法有顯著的優勢,其一: FP算法顯著減少了計算時間,大大提升了測試效率;其二:即使無標樣,也可相對準確地對樣品元素含量進行定量;其三:對于一些組分復雜,且存在元素相互干擾的樣品,FP法亦能很好的解決,這個比傳統經驗系數法有的優勢。