Röntgenfluoreszenzanalyse

Grundlagen der Röntgenfluoreszenzanalyse, Instrumentierung, Probleme der Konzentrationsbestimmung, Analysenbedingungen.- 1. Einführung.- 2. Physikalische Grundlagen der RFA.- 2.1. Grundprinzip der RPA — Globale Charakterisierung ihrer Anwendungsleistungen.- 2.2. Allgemeine Charakterisierung der Röntgenstrahlen.- 2.3. Gesetzmäßigkeiten der primären Röntgenstrahlung.- 2.3.1. Röntgenbremsstrahlung.- 2.3.2. Charakteristische Röntgenstrahlung.- 2.3.3. Einfluß der elektrischen Parameter.- 2.3.4. ?-Strahlung radioaktiver Quellen.- 2.4. Wechselwirkung von Röntgenstrahlung und Materie.- 2.4.1. Schwächung.- 2.4.2. Fotoabsorption.- 2.4.3. Auger-Effekt.- 2.4.4. Streuung.- 2.4.5. Beugung am Einkristall.- 2.5. Intensität der Röntgenfluoreszenzstrahlung der Analysenprobe.- 2.5.1. Intensität der K?-Spektrallinien bei monochromatischer Anregung.- 2.5.2. Intensität der K?-Spektrallinien bei polychromatischer Anregung.- 2.5.3. Optimale Anregungsbedingungen.- 2.5.4. Einfluß der Dicke der Analysenprobe.- 3. Apparative Grundlagen der RFA.- 3.1. Aufbau und Wirkungsweise von RFA-Geräten.- 3.2. Primärstrahlungsquellen.- 3.3. Monochromatoren.- 3.4. Strahlungsmessung.- 3.4.1. Detektoren.- 3.4.1.1. Allgemeine Detektorparameter.- 3.4.1.2. Szintillationszähler.- 3.4.1.3. Proportionalzählrohr.- 3.4.1.4. Halbleiterdetektor.- 3.4.2. Nachweiselektronik.- 3.5. Energiedispersive Röntgenfluoreszenz- Analysengeräte.- 3.5.1. Geräte für Spezialanwendungen.- 3.5.2. Universelle Vielkanalgeräte.- 3.6. Funktionstest.- 4. Meßgrößen und Meßwertaufbereitung.- 4.1. Wellenlängendispersive RFA.- 4.2. Energiedispersive RFA.- 4.2.1. Struktur des Impulshöhenspektrums.- 4.2.2. Spektreninspektion und Elementidentifizierung (qualitative Analyse).- 4.2.2.1. Glättung und Peaksuche.- 4.2.2.2. Korrektur von Spektrenverfälschungen.- 4.2.2.3. Elementidentifizierung.- 4.2.3. Peakflächenbestimmung und Spektrenauswertung als Vorbereitung für die Konzentrationsbestimmung (quantitative Analyse).- 4.2.3.1. Untergrundbestimmung.- 4.2.3.2. Flächenbestimmung isolierter Peaks.- 4.2.3.3. Flächenbestimmung überlagerter Peaks mittels Überlappungsfaktoren.- 4.2.3.4. Spektrenauswertung mittels Standardspektren.- 4.2.3.5. Spektrenauswertung mittels Parameteroptimierung.- 4.2.3.6. Spektrenentfaltung.- 5. Konzentrationsbestimmung mittels RFA.- 5.1. Probleme bei der Konzentrationsbestimmung mittels RFA.- 5.1.1. Matrixeffekte.- 5.1.1.1. Matrixeffekte infolge selektiver Schwächung.- 5.1.1.2. Matrixeffekte infolge zusätzlicher Anregung durch die Begleitelemente.- 5.1.2. Korngrößen-und Oberflächenprobleme.- 5.1.2.1. »Effektives« Probevolumen in der RFA.- 5.1.2.2. Einfluß der Korngröße und ihrer Verteilung auf die Fluoreszenzintensität.- 5.1.2.3. Einfluß des Oberflächenzustandes auf die Fluoreszenzintensität.- 5.2. Anforderungen an die Eichproben.- 5.3. Rechnerische Möglichkeiten ohne spezielle Probenvorbereitung.- 5.3.1. Grafische Darstellung der Intensitäts-Konzentrations-Beziehung und lineare Eichkurve.- 5.3.2. Intensitäts-Korrektur-Modelle.- 5.3.3. Regression und Koeffizientenbewertung.- 5.3.4. Konzentrationsbestimmung in Stahl (als Beispiel).- 5.3.5. Konzentrations-Korrektur-Modelle.- 5.3.6. Fundamentalparameter-Modell.- 5.3.7. Beispiel für die Konzentrationsbestimmung von Nickel in Hartperm.- 5.4. Experimentelle Möglichkeiten.- 5.4.1. Übersicht.- 5.4.2. Anwendung von äußeren und inneren Standards.- 5.4.2.1. Äußerer Standard.- 5.4.2.2. Innerer Standard.- 5.4.3. Anwendung von gestreuter Primärstrahlung.- 5.4.4. Verdünnungsmethoden.- 6. Präparationstechnik in der RFA.- 6.1. Kompaktes Analysenmaterial (Metalle, Legierungen, Gläser).- 6.1.1. Metallische Analysenproben.- 6.1.2. Gläser und Schmelzaufschlüsse.- 6.2. Pulverförmige Proben.- 6.2.1. Untersuchung von Pulvern als Schüttgut.- 6.2.2. Preßproben ohne Bindemittelzusatz.- 6.2.3. Preßproben mit Bindemittelzusatz.- 6.2.4. Tablettierung geringer Probemengen.- 6.3. Flüssige Proben.- 7. Fehlerquellen in der RFA, Bewertung der Analysenverfahren und Auswahl optimaler Zählbedingungen.- 7.1. Systematische und zufällige Fehler in der RFA.- 7.2. Statistische Parameter für die Erfassung zufälliger Fehler.- 7.2.1. Einführung.- 7.2.2. Reproduzierbarkeit von Analysenverfahren.- 7.2.3. Reproduzierbarkeit von Meßwerten.- 7.3. Zufällige Fehler durch Probenvorbereitung und Auswertung.- 7.4. Ermittlung der Meßwertstabilität von Röntgenspektrometern.- 7.5. Bewertungsgrößen für Verfahren der RFA.- 7.5.1. Reststreuung der Eichung.- 7.5.2. Bestimmungsgrenze.- 7.5.3. Empfindlichkeit.- 7.5.4. Zeitbedarf und Arbeitsaufwand.- 7.6. Impulsstatistischer Fehler und Auswahl optimaler Zählbedingungen.- 7.6.1. Meßstrategie.- 7.6.2. Nettointensitäten.- 7.6.3. Intensitätsverhältnisse.- Verfahren der Röntgenfluoreszenzanalyse.- 8. Anwendung der RFA in der Schwarzmetallurgie.- 8.1. Analyse von Eisenerz, Eisensinter und Eisenerzkonzentraten.- 8.1.1. Verfahren mit Lithiumtetraborataufschluß.- 8.1.2. Verfahren mit Tabletten und Bindemittelzusatz.- 8.1.3. Verfahren über einen Sinteraufschluß mit Natriumtetraborat.- 8.2. Analyse von Schlacken.- 8.2.1. Verfahren mit Boraxaufschluß.- 8.2.2. Verfahren mit Tabletten unter Bindemittelzusatz.- 8.3. Analyse von Roh- und Gußeisen.- 8.3.1. Verfahren mit kompakten Roheisenproben.- 8.3.2. Verfahren für Eisenpulver in Tablettenform mit Bindemittel.- 8.3.3. Verfahren mit kompakten Roheisenproben unter Anwendung des Umschmelzens.- 8.4. Analyse von Stahl.- 8.4.1. Verfahren mit kompakten Stahlproben.- 8.4.2. Verfahren mit umgeschmolzenen Stahlspänen.- 8.5. Analyse von Ferrolegierungen.- 8.5.1. Verfahren mit naßchemischem Voraufschluß und anschließendem Schmelzaufschluß.- 8.5.2. Oxydierender Schmelzaufschluß im Platin-Gold-Tiegel.- 8.5.3. Umschmelzen unter Verdünnung in einem HF-Ofen.- 9. Anwendung der RFA in der Buntmetallurgie.- 9.1. Analyse von Rohstoffen.- 9.1.1. Kupferschiefer.- 9.1.2. Tantalitkonzentrat.- 9.1.3. Bauxit.- 9.2. Analyse von Schlacken.- 9.2.1. Zinnhaltige Schlacken.- 9.2.2. Schlacke des Bleischachtofens.- 9.2.3. Kupfer-Nickel-Schlacke.- 9.3. Analyse von Stäuben und Schlämmen.- 9.3.1. Tonerde.- 9.3.2. Anodenschlamm der Bleielektrolyse.- 9.3.3. Flugstaub des Bleischachtofens.- 9.4. Analyse von Buntmetallen und Buntmetallegierungen.- 9.4.1. Neusilber — Messing.- 9.4.2. Hüttenaluminium.- 9.4.3. Bestimmung von Edelmetallen in Blei (Dokimasie — Bleikönig).- 9.4.4. Weißmetalle.- 9.5. Analyse von Lösungen.- 9.5.1. Galvanische Bäder.- 9.5.2. Silberelektrolyt.- 9.5.3. Zinnkrätze.- 10. Anwendung der RFA in der Silikatindustrie.- 10.1. Analyse technischer Gläser.- 10.1.1. Analyse technischer Gläser als Kompaktglasproben.- 10.1.2. Analyse von Glaspulvern.- 10.2. Analyse silikatischer Roh-und Werkstoffe.- 10.2.1. Analyse von Tonen als Pulvermaterial.- 10.2.2. Analyse von Kaolin, Ton und anderen silikatischen Roh- und Werkstoffen mit Schmelztabletten.- 10.2.3. Analyse von Zirkon-Korund-Feuerfestmaterial und von Zr-reichen Rohstoffen.- 10.2.4. Analyse von Zement.- 11. Anwendung der RFA in der Geologie.- 11.1. Bestimmung von Haupt- und Nebenkomponenten in Gesteinen, Erzen und Anreicherungsprodukten.- 11.1.1. Bestimmung von Haupt-und Nebenkomponenten in Gesteinen.- 11.1.2. Verfahren zur Analyse von Erzen und Anreicherungsprodukten.- 11.2. Bestimmung von Spurenelementen in Gesteinen.- 11.2.1. Verfahren zur Bestimmung von Spurenelementen auf der Basis der Rh-Compton Matrixkorrektur.- 11.2.2. Bestimmung von Spurenelementen mit innerem Standard.- 11.2.3. Verfahren zur Bestimmung von Spurenelementgehalten im CLARKE-Bereich.- 11.3. Analyse geologischen Materials mit energiedispersiven Gerätesystemen.- 12. RFA minimaler Probemassen.- 12.1. Physikalische Besonderheiten.- 12.2. Spurenanalyse.- 12.2.1. Schwebstaubanalyse.- 12.2.2. Röntgenspektrochemische Wasseranalyse.- 12.2.3. Allgemeine röntgenspektrochemische Spurenanalyse.- Tafel I. Wellenlängen charakteristischer Spektrallinien.- Tafel II. Anregungsenergien für K- und L-Spektren und Wellenlängen von K- und L-Absorptionskanten.- Tafel III. Analysatorkristalle.- Tafel IV. Massenschwächungskoeffizienten ?/?.- Sachwortverzeichnis.