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　　【仪表网 行业标准】近日，由宝山钢铁股份有限公司等单位起草， TC38(全国微束分析标准化技术委员会)归口的国家标准计划《表面化学分析 辉光放电发射光谱方法通则》已完成征求意见稿编制，现公开征求意见。截止时间2023年7月9日。
 

　　辉光放电发射光谱法(GD-OES)用于测定固体样品的化学成分，它既可以进行体材分析，也可以进行深度剖析。体材分析时，对样品中元素含量在深度方向上的变化认为是可以忽略的；而深度剖析的主要目的通常是要获得成分随深度变化的信息。辉光放电发射光谱法深度剖析的厚度范围从几个纳米到一百微米左右。元素浓度的平均值基于溅射坑面获得，因此辉光放电发射光谱法的横向分辨率与阳极内径相对应。
 

　　与任何一种仪器分析方法一样， 辉光放电发射光谱分析的质量主要取决于如何使仪器处于最佳状态和如何正确地使用仪器。本文件提供了可遵循的实践指南，以确保辉光放电发射光谱分析结果具有可能的最高质量。
 

　　本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》和GB/T 1.2-2020《标准化工作导则 第2部分：以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起草规则》给出的规定起草。
 

　　本标准与国际标准在技术内容方面完全相同，仅作部分编辑性修改。本标准中部分编辑性修改内容对比如下：
 

　　a、改变国际标准的封面，以符合本国标准的封面规定；
 

　　b、改变标准的编号与现有国家标准编号一致；
 

　　c、重新编排全文的页码；
 

　　d、重新编排目次中的页码；
 

　　e、删除国际标准中有关 ISO 的前言部分；
 

　　f、增加有关标准编制说明的前言部分；
 

　　g、用小数点符号“.”代替作为小数点的符号“,”；
 

　　h、用“本文件”代替“本国际标准”；
 

　　i、用“宜”代替“需要”；
 

　　j、用“建立工作曲线过程”代替“校正过程”；
 

　　k、用“标准物质/标准样品”代替“参考样品”；
 

　　l、用“溅射率”代替“溅射产额”；
 

　　m、用“流速”代替“流量”；
 

　　n、用“等离子体气源”代替“惰性气源”。
 

　　与 GB/T 19502-2004 相比较，除部分编辑性修改外，主要技术变化如下：
 

　　a、增加了原标准 4 原理中 CCD 检测器的应用。
 

　　b、修改原标准 4 中施加在等离子体气体中阴、阳两极之间的高压范围。
 

　　c、删除原标准图 1 中紫外谱的真空室的标注。
 

　　d、修改原标准 5.1 中阳极尺寸的内径尺寸范围。
 

　　e、修改了原标准 5.1.1 中放电电流、放电电压、气体流速和射频频率等光源参数的适用范围。
 

　　f、修改原标准图 2 中“阴极块”为“作为前接触的阴极块或作为背接触的陶瓷绝缘块”；“阳极”为”阳极块”；“冷却块”增加注释“在诸如 Marcus 型光源中用作阴极接触快”。
 

　　g、修改原标准 5.1.2 和 6.2.3-a 中光路的真空度参数。
 

　　h、删除了原标准 5.2 中使用 CCD 和 CID 检测器的特别说明。
 

　　i、增加了原标准 5.3 中 CCD 和 CID 检测器的应用。
 

　　j、增加了原标准 6.2.2 中深度剖析定量分析所选择工作曲线样品“应具有可测定、可再现的溅射率”的要求。
 

　　k、增加了原标准 6.2.3 中计算工作曲线函数的要求。
 

　　本文件为采用辉光放电发射光谱法进行体材分析和深度剖析提供指南。这里所讨论的方法通则仅限于刚性固体样品的分析，不包括粉末、气体或溶液的分析。结合现有和将来特定的标准方法，本方法通则旨在能够实现仪器的规范管理和测量条件的控制。
 

　　尽管近年来有不同类型的辉光放电发射光源问世，但目前绝大多数使用直流和射频光源的辉光放电光谱设备仍以空心阳极的 Grimm 型为主。然而不同于原始 Grimm 型光源阴极接触于正面的设计，一些光源的阴极接触常置于样品背面，例如 Marcus 型光源。本方法通则包含的条款同样适用于上述两种和其它类型的光源，Grimm 型光源仅作为一个实例。
 

　　原理：
 

　　辉光放电发射光谱分析包括如下的操作：
 

　　a) 分析样品的制备，通常要求平板状或圆盘状的试样,大小要符合仪器或分析的要求(样品的直径或边长大于3mm、通常在20mm～100mm之间比较合适)；
 

　　b) 通过在辉光放电过程中产生的离子溅射和粒子间的碰撞，使待测元素原子化，进而被激发；
 

　　c) 各分析元素特征谱线发射强度的测量(深度剖析时，发射强度记录为时间的函数)；
 

　　d) 通过已知成分的标准物质/标准样品所建立的工作曲线，测定样品所包含的元素浓度(深度剖析时，通过已知含量和溅射速率的标准物质/标准样品所建立的标准曲线得到溅射深度对时间的函数)。
 

　　辉光放电发射光谱采用辉光放电装置作为光发射源。辉光放电装置由充有载气(通常为氩气)的真空室组成。通过控制施加在等离子体气体中阴、阳两极之间200V～2000V的高压，维持辉光等离子体，辉光放电由此而得名。被分析的固体样品为阴极。
 

　　样品材料的原子化是辉光放电过程中阴极溅射作用的结果，基于气体放电过程中高速的带电和中性粒子对负电极(阴极)的破坏。等离子体中形成的离子受到电场作用被加速至阴极表面。当一个离子或中性原子碰撞到表面时，其动能可能传递给阴极表面的原子，导致样品表面的部分原子逸出，进入等离子体。一旦进入等离子体，这些被溅射的样品原子可能与电子和其它粒子发生非弹性碰撞而被离子化和激发。大多数的激发态原子和离子弛豫到低电子能级时，发射出元素特定的光学信号。这些光学信号由含有色散元件(通常是衍射光栅)的光学谱仪分析。通过合适的检测器，元素特征谱线强度被转化为电信号。通常采用多色仪可以同时定量测定多个元素。如果具备扫描单色仪，还可以测定多色仪中那些没有被包含的谱线。也有配置CCD检测器的仪器，其可以连续检测很宽光谱范围的谱线。实际应用中，元素周期表中几乎所有的元素，包括金属、类金属和非金属，都可以被测定。