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  • TX3300便携式全反射X射线荧光光谱仪在玻璃Fe元素检测中的应用研究

    应用解决方案 | 日期:2026-04-21 | 阅读:

一、引言


铁是玻璃材料中至关重要的微量元素,其含量与价态直接影响玻璃的光学性能、颜色特征及产品质量。在钙钠硅玻璃体系中,铁含量直接决定了产品的外观品质:普通钠钙玻璃因铁含量较高(0.05%–0.3%)而呈现特征性绿色调,而光伏、显示等领域所需的超白玻璃,其国家标准及行业规范明确要求Fe2O3含量应不高于0.015%。因此,准确、快速地检测玻璃中的铁含量,已成为原料筛选、工艺控制与成品分级的关键环节。



二、TXRF技术在中玻璃中Fe元素检测中的应用


传统玻璃中Fe元素的检测方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)等,但这些方法通常需要复杂的样品前处理过程,分析周期长,成本较高。全反射X射线荧光光谱法(TXRF)作为一种新兴的痕量元素分析技术,具有样品用量少、前处理简单、多元素同时分析、检出限低等优势。

TXRF技术在中玻璃中Fe元素检测中的应用(图1)

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应用于玻璃中Fe元素检测,TXRF技术具备以下核心优势:


→样品前处理简单:无需高压消解罐,仅需微量取样和简单前处理即可上机测试。

痕量分析能力:全反射几何条件使得检出限低至ppb级,完全满足超白玻璃中痕量Fe(<150 ppm)的精准定量需求。

多元素同时分析:除Fe外,还可同步获得玻璃中其他杂质元素(如Cr、Cu、Ni、Ti等)的信息。

运行成本低:无需消耗大量高纯酸气和辅助气体,单次测试成本远低于ICP法。



三、应用案例


3.1测试样品


普通钙钠硅玻璃:Fe含量1100ppm;

超白钙钠硅玻璃:Fe含量150ppm;


3.2测试方法


3.2.1直接测试法—玻璃样品中元素半定量分析


裁取表面平整的玻璃片,尺寸控制在2cm×2cm以内,夹持于样品托上即可直接进行上机测试。普通玻璃与超白玻璃的测试图谱如下图所示。

TXRF技术在中玻璃中Fe元素检测中的应用(图1)

图2 两种玻璃直接测试的图谱对比


结论:

在直接测试条件下,可清晰区分超白玻璃与普通玻璃中铁(Fe)含量的差异。该方法灵敏度高、操作简便,适用于玻璃材料中微量元素的快速半定量分析。



3.2.2悬浊液法测定玻璃粉末中铁(Fe)含量


方法概述:

采用悬浊液进样-X射线荧光光谱法,以内标元素校正基体效应与仪器漂移,对玻璃粉末中微量铁(Fe)含量进行定量分析。样品经粉碎、过筛后,在稀硝酸介质中配制为均匀悬浊液,直接上机测试。


方法准确性验证:

选取3个石英砂标准物质,按相同流程配制悬浊液并测定Fe含量,将多次测试值与标准值进行对比,验证方法准确性。结果如下:

验证结论:测试值与标准值吻合良好,相对偏差较小,表明该方法准确可靠。

TXRF技术在中玻璃中Fe元素检测中的应用(图1)

实际样品测定:

采用上述方法对超白玻璃粉末样品进行多次测定,测试结果如下:


TXRF技术在中玻璃中Fe元素检测中的应用(图2)


测试结论:

本方法操作简便,无需消解,标准样品验证结果与标准值高度一致,实际样品测试重复性良好,适用于玻璃粉末及类似粉体材料中微量铁元素的快速准确测定。



四、结论


本研究建立了直接测试法和悬浊液法两种玻璃材料中微量铁的测试方法。悬浊液法通过标准物质验证,测试值与标准值相对标准偏差在2.0%以内,方法准确可靠,适用于玻璃粉末样品的准确定量分析;直接测试法可对玻璃样品中微量元素进行半定量分析,能够有效区分出普通玻璃与超白玻璃,操作简单且检测迅速,适用于快速区分玻璃样品。两种方法互为补充,可满足玻璃材料质量控制和性能评价的需求。