采用辉光放电质谱仪测定高纯铝中痕量元素
讨论稿试验报告-高纯钯化学分析方法 杂质元素含量的测定 辉光放电质谱法
高纯钯化学分析方法杂质元素含量的测定辉光放电质谱法试验报告（预审稿）贵研铂业股份有限公司2020年7月高纯钯化学分析方法杂质元素含量的测定辉光放电质谱法前言高纯钯以其独特的物理化学性能，应用于现代工业和尖端技术领域。
高纯钯提纯技术、加工制造技术与其分析检测能力密切相关，研究高纯钯中杂质元素含量检测方法非常重要。
已有的纯金属钯中杂质测定方法有发射光谱法（AES）[1]、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）[2-5]、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[6-9]等。
产品标准GB/T 1420-2015海绵钯，要求测定三个牌号SM-Pd99.9、SM-Pd99.95、SM-Pd99.99的18个杂质元素，测定方法其一采用《YS/T 362-2006 纯钯中杂质元素的发射光谱分析》，其二采用《附录A 电感耦合等离子体原子发射光谱法》。
其中直流电弧发射光谱法需要用钯基体配制粉末标样，不但需要消耗大量的钯基体且钯基体制备方法困难，目前此方法已很少被使用。
液体进样检测的ICP-AES法满足不了高纯钯所需检测下限范围。
ICP-MS法检测限较低，但对试剂、环境要求较高，易被污染，同时基体浓度也不宜太高。
辉光放电质谱法（GD-MS）是20世纪后期发展起来的一种重要无机质谱分析技术，作为目前被公认对固体材料直接进行痕量及超痕量元素分析最有效的分析手段之一[10-12]，GD-MS的应用主要在于高纯度材料的杂质元素分析，已成为国际上高纯金属材料、高纯合金材料、稀贵金属、溅射靶材等材料中杂质分析的重要方法。
制定高纯钯辉光放电质谱法测定杂质元素含量标准分析方法，有助于进一步完善贵金属材料产品检验表征及评价方法技术体系。
GD-MS的方法原理是将高纯试样安装到仪器样品室中作为阴极进行辉光放电，其表面原子被惰性气体（例如：高纯氩气）在高压下产生的离子撞击发生溅射，溅射产生的原子被离子化后，离子束通过电场加速进入质谱仪进行测定。
辉光放电质谱法在高纯碳化硅原料及制品的微量杂质成分测定中的应用
辉光放电质谱法在高纯碳化硅原料及制品的微量杂质成分测定
中的应用
郑翰;相宇博;曹会彦;石会营;龚剑锋;吴吉光;马昭阳
【期刊名称】《耐火与石灰》
【年(卷),期】2024(49)3
【摘要】将辉光放电质谱法(GDMS)用于高纯碳化硅原料和制品中微量杂质成分的检测,结果发现:1)GDMS法比化学分析法对Fe、Al杂质检出限更低,含量的检测结果更准确,检测精密度更高;2)无烟煤及石油焦作为碳源制备的碳化硅均含有较多的Fe、Al杂质,无烟煤碳化硅中含Ca元素较多,石油焦碳化硅中含V元素也较多。
碳化硅颗粒研磨成微粉过程会引入Fe、Cr、Mn、Ti等杂质;3)Al元素在SiC中多以Al_(2)O_(3)、AlN存在,酸碱清洗、除杂过程很难将其除去,用GB/T 3045—2017化学分析法对Al元素的检测结果会严重偏低。
【总页数】5页(P15-19)
【作者】郑翰;相宇博;曹会彦;石会营;龚剑锋;吴吉光;马昭阳
【作者单位】中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室;中钢宁夏耐研滨河新材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ175.66
【相关文献】
1.辉光放电质谱法测定高纯锆中\r36种痕量杂质元素
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直流辉光放电质谱仪校准规范JJF(有色金属) 0003─2020
目录1范围 (1)2引用文件 (1)3术语和计量单位 (1)4概述 (1)5计量特性 (2)6校准条件 (3)7校准项目和校准方法 (4)8校准结果表达 (5)9复校时间间隔 (6)附录A（校准原始记录参考格式） (7)附录B（校准证书内页参考格式） (10)附录C（直流辉光放电质谱仪校准结果不确定度评定） (11)引言本规范依据国家计量技术规范JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。
本规范为首次发布。
直流辉光放电质谱仪校准规范1范围本规范适用于直流辉光放电质谱仪的校准。
2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1001-2011通用计量术语及定义GB/T6041-2002质谱分析方法通则JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示凡注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语和计量单位依据JJF1001-2011通用计量术语及定义，本规范涉及的术语和计量单位有：3.1质量轴仪器检出的某元素同位素质谱峰的对称轴，单位为原子质量单位u。
3.2分辨率分辨率表征质谱仪鉴别两个相邻质量离子束的能力，定义为在质谱仪的质量范围内某一特定质量M位置与M+△M位置的两个离子束分开的程度，并以M/△M表达质谱仪的分辨率。
3.3灵敏度单位浓度的元素在质谱仪上检测器得到的信号响应（计数），单位cps。
3.4法拉第因子反映仪器检测器系统模式准确度的因子。
3.5仪器稳定性仪器连续测量同一样品，检测结果的稳定程度。
一般以所测结果的相对标准偏差表示。
4概述直流辉光放电质谱仪（GD-MS）是利用辉光放电源作为离子源与质谱仪器联接进行质谱测定的一种分析方法。
辉光放电离子源利用惰性气体（一般是氩气，压力10Pa~1000Pa）在上千伏特电压下电离产生的离子撞击样品表面使之发生溅射，溅射产生的样品原子扩散至等离子体中进一步离子化，进而被质谱分析器收集，依据GB/T6041-2002进行质谱分析检测。
讨论稿-试验报告高纯铱化学分析方法 杂质元素含量的测定 辉光放电质谱法
高纯铱化学分析方法杂质元素含量的测定辉光放电质谱法试验报告（预审稿）贵研铂业股份有限公司2020年7月高纯铱化学分析方法杂质元素含量的测定辉光放电质谱法前言高纯铱以其独特的物理化学性能被应用于高科技半导体材料制造、靶材制造、精密仪器制造等行业。
准确测定其杂质元素含量对高纯铱产品制备过程控制和纯度判定具有十分重要的意义。
纯金属铱中杂质的测定方法有发射光谱法（AES）[1]、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）[2,3]、辉光放电质谱法（ICP-MS）[4]等。
产品标准GB/T 1422-2018铱粉，要求测定三个牌号SM-Ir99.9、SM-Ir99.95、SM-Ir99.99的16个杂质元素，测定方法其一采用《YS/T 364-2006 纯铱中杂质元素的发射光谱分析》，其二采用《附录A 电感耦合等离子体原子发射光谱法》。
其中直流电弧发射光谱法需要用铱基体配制粉末标样，不但需要消耗大量的铱基体且铱基体制备方法困难，目前此方法已很少被使用。
液体试样进样检测方法中，金属铱极难溶解，且受仪器检测限的限制，ICP-AES法满足不了高纯铱所需检测下限范围，ICP-MS法也要考虑溶样问题、以及基体浓度受限和复杂的干扰情况。
辉光放电质谱法（GD-MS）是20世纪后期发展起来的一种重要无机质谱分析技术，作为目前被公认对固体材料直接进行痕量及超痕量元素分析最有效的分析手段之一[5-7]，GD-MS的应用主要在于高纯度材料的杂质元素分析，已成为国际上高纯金属材料、高纯合金材料、稀贵金属、溅射靶材等材料中杂质分析的重要方法。
因此，制定高纯铱的辉光放电质谱法测定杂质元素含量标准分析方法很有必要。
GD-MS的方法原理是将高纯试样安装到仪器样品室中作为阴极进行辉光放电，其表面原子被惰性气体（例如：高纯氩气）在高压下产生的离子撞击发生溅射，溅射产生的原子被离子化后，离子束通过电场加速进入质谱仪进行测定。
在每一待测元素选择的同位素质量处以预设的扫描点数和积分时间对应谱峰积分，所得面积为谱峰强度。
国家标准-金属锗化学分析方法 第3部分： 痕量杂质元素的测定 辉光放电质谱法-编制说明(预审稿)
《金属锗化学分析方法第3部分：痕量杂质元素的测定辉光放电质谱法》编制说明（预审稿）广东先导稀材股份有限公司2021年7月《金属锗化学分析方法第3部分：痕量杂质元素的测定辉光放电质谱法》国家标准编制说明一、工作简况1、项目的必要性简述锗是稀散金属，稀散金属一般包括7种金属：硒、碲、铟、镓、锗、铊、铼，其中除铊还未发现有较大应用外，其余6种元素已成为当代社会的基础元素，稀散金属具有极为重要的用途，是传统材料更是当代高科技新材料的重要组成部分。
红外锗单晶材料、含锗光纤、半导体锗片等材料广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、感光材料、光电材料、能源材料等。
锗是国家具有战略意义的战略物资，对发展和巩固国防建设不可或缺。
稀散金属的生产、开发和应用及储备对国家具有重要意义。
锗是一种非常重要的稀有分散金属，在地壳中的含量仅为4×10-4%，主要赋存于有色金属矿、煤矿中，除了非常少的锗石矿外，几乎没有单独的锗矿。
提取锗的原料主要有各种金属冶炼过程中的富集物、含锗煤燃烧产物和锗加工的废料。
锗为一种稀散金属，由于本身具有亲石、亲硫、亲铁、亲有机的化学性质，很难独立成矿，一般以分散状态分布于其他元素组成的矿物中，成为多种金属矿床的伴生组分。
据美国地质调查局统计，全球已探明的锗保有储量为8600t，分布较集中，主要分布摘美国和中国，其中美国为3870t，中国为3500t。
中国的锗资源主要分布在云南和内蒙古，云南省的锗资源主要分布在铅锌矿和含锗褐煤中。
目前全球领先的金属锗行业企业是比利时的优美科公司及中国的广东先导稀材股份有限公司，全球产量较大的企业还有中国的中科技和云南锗业、鑫圆锗业等公司，加拿大的Teck Cominco、俄罗斯的Fuse和GEAPP、德国的Photonic Sense、美国的AXT。
随着我国的经济不断发展，我国已是全球有色金属冶炼和加工要国家，在不久的将来，我国必将成为全球最主要的锗金属的生产加工国家，掌握和发展这一有战略作用的稀奇资源是非常有意义的。
行业标准-《高纯锡化学分析方法 杂质元素含量的测定 辉光放电质谱法》(编制说明)-预审稿
高纯锡化学分析方法杂质元素含量的测定辉光放电质谱法编制说明（预审稿）国合通用测试评价认证股份公司2020年4月高纯锡化学分析方法杂质元素含量的测定辉光放电质谱法1 工作简况1.1 方法概况1.1.1 项目的必要性锡具有质地柔软，熔点低，展性强，塑性强和无毒等优良特性，主要用于电子、信息、电器、化工、冶金、建材、机械、食品包装、原子能及航天工业等，随着经济的发展，技术的进步，未来锡的应用领域还将不断扩大，新型“无焊料”技术的出现，将为锡金属的应用带来前所未有的好处，其在平板电脑、智能手机等领域的应用都会随其发生变化，另得益于下游行业需求的增长，锡对锂电池领域的阳极碳、不锈钢领域的镀镍、PVC领域的铅的替代作用也将日益增多，需求的增长，对锡纯度的要求也更加严格，对高纯锡的检测技术提出更高的要求。
因此建立有效的针对高纯锡纯度检测的手段尤为必要。
1.1.2 适用范围本标准适用于高纯锡中杂质元素含量的测定。
各元素测定范围，见表1：表1 测定范围元素测定范围/ug/kg元素测定范围/ug/kg元素测定范围/ug/kgLi 1~10000 Zn 1~10000 Tb 1~10000 Be 1~10000 Ga 5~10000 Dy 1~10000 B 1~10000 Ge 5~10000 Ho 1~10000 F 5~10000 As 5~10000 Er 1~10000 Na 1~10000 Se 5~10000 Tm 1~10000 Mg 1~10000 Br 5~10000 Yb 1~10000 Al 1~10000 Rb 1~10000 Lu 1~10000 Si 1~10000 Sr 1~10000 Hf 1~10000 P 1~10000 Y 1~10000 Ta 1~10000 S 50~10000 Zr 1~10000 W 1~10000 Cl 50~10000 Nb 1~10000 Re 1~10000 K 1~10000 Mo 1~10000 Os 1~10000 Ca 1~10000 Ru 1~10000 Ir 1~10000 Sc 1~10000 Rh 1~10000 Pt 1~10000 Ti 1~10000 Pd 1~10000 Au 1~10000 V 1~10000 Ag 1~10000 Hg 1~10000 Cr 1~10000 Cd 1~10000 Tl 1~10000 Mn 1~10000 Sn 基体Pb 1~10000 Fe 1~10000 Nd 1~10000 Bi 1~10000 Co 1~10000 Sm 1~10000 Th 1~10000 Ni 1~10000 Eu 1~10000 U 1~10000 Cu 1~10000 Gd 1~100001.1.3可行性作为公认的对固体材料直接进行痕量及超痕量元素分析最有效的分析手段之一，GDMS 的应用主要在于高纯度材料的杂质元素分析，目前已成为国际上高纯金属材料、高纯合金材料、稀贵金属、溅射靶材等材料中杂质元素分析的重要方法。
行业标准《高纯铪化学分析方法 痕量杂质元素含量的测定 辉光放电质谱法》编制说明(预审稿).doc
高纯铪化学分析方法痕量杂质元素的测定辉光放电质谱法编制说明国标（北京）检验认证有限公司2018年8月《高纯铪化学分析方法痕量杂质元素的测定辉光放电质谱法》行业标准编制说明1、工作简况1.1 立项的目的和意义金属铪是重要的核能材料，因为其具有较高的中子截面，且在水、钠、氦等介质中具有良好的耐蚀性能，适宜的力学性能、焊接和加工性能等，可吸收核反应堆的热中子而用于控制核反应堆的反应速度。
铪80％以上用做核动力堆的堆芯结构材料，是发展核电、核动力装置不可替代的核心材料。
铪也是金属材料重要的合金添加剂，是军工领域和重要高新技术产业部门不可缺少的材料，广泛应用于核能、信息产业、生物工程、医疗器械、冶金、石油化工和航空航天等领域。
金属铪中除了含有较高含量的锆，通常还会含有铁、锰、铝、钠、铜等杂质元素。
这些杂质的存在直接关系到铪产品的品位及其应用，应当引起我们的重视。
目前高纯铪的产品标准（项目计划编号：工信厅科[2016] 58号2016-200T-YS）基本完成，处于报批阶段，该产品标准要求对高纯铪中的Ag、Al、Bi、Ca、Cd、Cl、Co、Cr、Cu、Fe、Ir、K、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Ni、P、Pb、Pt、S、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Th、Ti、U、V、W、Zn等杂质元素进行分析，因此建立高纯铪中杂质元素的化学分析方法提上了日程。
本标准旨在建立高纯铪的辉光放电质谱分析方法。
1.2 任务来源根据全国有色金属标准化技术委员会“关于召开《铝用炭素材料检测方法》等69项有色金属标准工作会议的通知”（有色标秘[2017]24号）及相关会议纪要的文件精神，《高纯铪化学分析方法痕量杂质元素的测定辉光放电质谱法》由国标（北京）检验认证有限公司负责起草，广东先导稀材股份有限公司、金川集团股份有限公司、昆明冶金研究院作为验证单位协助起草。
项目计划编号工信厅科[2017]40号2017-0157T-YS，计划完成年限2019年。
辉光放电质谱法测定棒状高纯镁中12种杂质元素
辉光放电质谱法测定棒状高纯镁中12种杂质元素刘元元;胡净宇【摘要】The determination method of 12 major impurity elements in rodlike high-purity magnesium (in-cluding Al,Si,Ca,Cr,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,Sn,Pb and Bi) by glow discharge mass spectrometry (GD-MS) was established.The results showed that the discharge surface area of rodlike sample was small and the discharge was instable.When the discharge current was 47.0 mA and the gas flow was 599mL/min,the matrix signal wasstable.Meanwhile,the strength could meet the testing requirements.The pollution of Na,Fe and Ca on sample surface could be fully removed by pre-sputtering for 15 min.The abundance of 27Al,28Si,52Cr,55Mn,56Fe,58Ni,63Cu,64Zn,208Pb and 209Bi was highest,and the analytical results were good under moderate resolution mode.Since 40Ar had interference with the determination of 40Ca,44Ca was selected as the determination isotope and the analytical results were good under moderate resolution mode.120 Sn could be fully separated from40Ar40Ar40Ar when the resolution was higher than 7 960,so 120Sn was selected as isotope for determination under high resolution mode.Twelve impurity elements in rodlike high-purity magnesium were determined according to the experimental method.The relative standard devi-ations (RSD,n=5)were between 1.8% and 10.9%.The standard deviations (SD,n=5) of all analysis results were less than the repeatability limit specified in national standard method (GB/T 13748).The found results were comparedwith those obtained by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and inductively coupled plasma atomic emissionspectrometry(ICP-AES) with standard addition.The consistence of most elements was good.Since the relative sensitivity factor (RSF) of rodlike magnesium sample was different from the standard RSF,the determination results of Fe,Cu and Zn showed large difference.However,the determination results had no great influence on the purity grading ofhigh-purity substance.%建立了辉光放电质谱法(GD-MS)测定棒状高纯镁中Al、Si、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Sn、Pb、Bi共12种主要杂质元素的方法.试验表明:棒状样品的放电表面积小、放电容易不稳,将放电电流设在47.0 mA、气体流量设在599 mL/min时,基体信号稳定且强度可满足测试的要求;预溅射15min可完全消除样品表面的Na、Fe、Ca等元素的污染.27Al、28Si、52Cr、55Mn、56 Fe、58Ni、63Cu、64Zn、208Pb、209Bi丰度最高,在中分辨下分析即可得到较好的结果;由于存在40Ar对40Ca的干扰,所以选择44Ca作为分析同位素,在中分辨下进行分析即可得到较好的结果;120Sn与40Ar40Ar40Ar在分辨率大于7960时才能完全分开,所以在高分辨模式下以120Sn为测定同位素进行测定.按照实验方法对棒状高纯镁中12种杂质元素进行测定,相对标准偏差(RSD,n=5)为1.8%~10.9%,所有分析结果的标准偏差(SD,n=5)要小于国家标准方法GB/T 13748中的重复性限量;测定值与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法及电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)标准加入法的结果进行比对,大部分元素符合性较好,由于棒状镁样品的相对灵敏度因子(RSF)与标准RSF存在差异,Fe、Cu、Zn元素测定值差别较大,但是测定结果对高纯物质纯度定级无太大影响.【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】6页(P16-21)【关键词】辉光放电质谱(GD-MS)法;棒状样品;高纯镁;杂质元素【作者】刘元元;胡净宇【作者单位】钢铁研究总院,北京100081;钢铁研究总院,北京100081【正文语种】中文金属镁及其合金密度小、质轻、比强度高，多用于航空、汽车制造等领域。
行业标准《高纯铝化学分析方法 痕量杂质元素的测定 电感耦合等离子体质谱法》-送审稿
中华人民共和国有色金属行业标准YSYS/T xxxx-201xICS 77.120.40 H13中华人民共和国工业和信息化部 发布高纯铝化学分析方法钠、镁、钙、钛、铬、钒、锰、铁、镍、钴、铜、锌、镓、锗、砷、锶、钼、锆、银、镉、铟、锡、锑、钡、钨、汞、铅、铋量的测定电感耦合等离子体质谱法Methods for chemical analysis of high purity aluminium －sodium, magnesium, calcium, titanium, chromium, vanadium, manganese, iron, nickel, cobalt, copper, zinc, gallium, germanium, arsenic, strontium, molybdenum, zirconium, silver, cadmium, indium, tin, antimony, barium, tungsten, mercury, lead, bismuthum －Inductively coupled plasma mass spectrometry（审定稿）前言YS/T xxxx-201x高纯铝化学分析方法钠、镁、钙、钛、铬、钒、锰、铁、镍、钴、铜、锌、镓、锗、砷、锶、钼、锆、银、镉、铟、锡、锑、钡、钨、汞、铅、铋量的测定电感耦合等离子体质谱法。
本部分是对YS/T 870-2013《高纯铝化学分析方法痕量杂质元素的测定电感耦合等离子体质谱法》的修订。
本部分与YS/T 870-2013相比，除编辑性修改外，主要技术内容变化如下：——各元素的测定范围Mn、Ga、Ge、In由0.00005%～0.0050%更改为0.00001%～0.0050%。
增加元素Mo的测定。
——增加了3.6，3.7待测元素标准溶液和3.9,3.10内标元素标准溶液。
——增加了6.3.4.1～6.3.4.2——增加了10 试验报告本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
关于原子吸收光谱法痕量和微量铝测定
关于原子吸收光谱法痕量和微量铝测定原子吸收光谱法是一种广泛应用于化学分析领域的分析技术，可以用于测定各种元素的痕量和微量含量。
铝是常见的痕量和微量元素之一，它在很多领域都有重要的应用价值，如环境监测、食品安全、医药检测等。
原子吸收光谱法可以通过测量被分析物吸收的特定波长的光线来确定样品中目标元素的浓度。
该方法基于原子的特性，其主要原理是：样品经过适当的预处理后，通过气体燃烧或电弧加热，将目标元素的化合物转化为自由原子。
然后，通过原子吸收光谱仪测量不同波长的光线被样品吸收的程度，从而确定目标元素的浓度。
在铝的测定中，常用的方法有火焰原子吸收光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法。
火焰原子吸收光谱法主要是利用火焰中的高温将铝化合物转化为铝原子，然后测定铝原子对特定波长光线的吸收。
而电感耦合等离子体原子发射光谱法则是通过高温等离子体激发样品中的铝原子，再测量不同波长光线的辐射强度来测定铝的含量。
无论是火焰原子吸收光谱法还是电感耦合等离子体原子发射光谱法，都需要对样品进行适当的预处理。
在铝测定中，通常采用酸溶解样品、稀释处理或者直接测定的方法来提取样品中的铝。
样品的基体干扰也是一个需要注意的问题。
铝常常以氧化物的形式存在于样品中，而其他金属元素也容易形成氧化物，因此在测定铝的还需要考虑到其他元素的干扰效应。
为了提高铝的测定准确性和灵敏度，还可以采用化学修饰剂、石墨炉或者电感耦合等离子体质谱等方法来改进测定条件。
通过标准曲线法或者内标法校准仪器，可以进一步提高测定的准确性。
原子吸收光谱法是一种常用的痕量和微量元素分析方法，其中铝的测定是其重要的应用之一。
通过适当的样品预处理和仪器校准，可以准确、快速地测定样品中铝的含量，为相关领域的研究和应用提供有力的支持。
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２０１５年 新疆有色金属 ６１
ＤＯＩ：１０．１６２０６￣．ｅｎｋｉ．６５—１ １３６／ｔｇ．２０１５．０６．０２３
采用辉光放电质谱仪测定高纯铝中痕量元素
肖丽梅
（新疆众和股份有限公司乌鲁木齐８３００１３）
摘要本文采用辉光放电质谱法对高纯铝材料中的９种痕量杂质元素进行测量。对仪器工作参数进行了优化选择，并
对质谱干扰对测量的影响进行了探讨。实验表明：样品经足够长时间的溅射，可以消除样品制备和处理过程中的表面污染，方
法用于高纯铝标准样品的测定，测定值与认定值相符，可以为其它高纯材料的检测提供可靠的科学依据。
关键词辉光放电质谱法痕量杂质测定高纯铝
近些年来，世界高纯材料痕量分析技术的进步
和发展也比较迅速，尤其是质谱分析技术已在许多
分析领域中已经获得实际应用ｎ 。由于辉光放电质
谱（ＧＤＭＳ）具有固体样品直接分析，基体效应小、多元
素同时快速测定、质量分辨率高、结果准确、精密度
好等优点，被认为是迄今为止唯一具有足够灵敏度
对超纯导电材料进行直接分析的有效手段 。本文
用辉光放电质谱仪ＧＤＭＳ测定了高纯铝中镁、硅、
钛、钒、铬、锰、铁、铜、锌等９种杂质元素，应用不同分
辨率质谱测量模式下消除了大量的多元素分子离子
的质谱干扰，本方法可满足纯度为９９．９９％（４Ｎ）～
９９．９９９９％ｆ６Ｎ）高纯铝的分析要求。
１实验部分
１．１仪器和试剂
Ｆｉｎｎｉｇａｎ ＥＬＥＭＥＮＴ ＧＤ高分辨辉光放电质谱仪
美国Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ公司产品；日本ＨＰ系列高纯铝标
准样品；高纯氩气（纯度不小于９９．９９９５％）。
１．２样品制备与处理
高纯铝样品需用车床将表面氧化层去掉，保证
分析面平整、光洁、干燥，无油污、水渍、气孔、夹渣、
裂纹等缺陷。
１．３定量测定
把样品放人样品架中固定，依次将锥（石墨）、导
流管（石墨），陶瓷帽，阳极帽（石墨）安装好，将样品架
推人离子源腔内启动ＧＤ ｏｎ，调节放电电压和放电电
流，欲溅射约１０ ｍｉｎ，以消除样品制备过程中可能产
生的沾污，进行高压放电，收集待测元素离子信号，
根据辉光放电质谱仪定量分析原理，求出待测杂质
元素的浓度。
２结果与讨论
２．１工作参数的选择
放电条件直接影响测定的进行，在中分辨率和
高分辨率对离子源的放电电压和放电电流分别进行
调谐，当放电电压和放电电流较大时容易使阴极样
品温度过高，从而导致短路，当放电电压和放电电流
较低时，样品的信号峰有较大拖尾，经反复调谐，仪
器的参数如表１中所示。调节其它Ｌｅｎｓｅｓ参数使中
分辨率达到４ ０００，在高分辨率分辨率达到１０ ０００左
右。
产生辉光放电的工作条件通常有放电电压、放
电电流及放电气体压力（或单位流量），这三个参数
相互关联。ＥＬＥＭＥＮＴ ＧＤ型ＧＤＭＳ采用调节放电电
流的方法，电压随着电流的变化而自行变化，在确定
仪器条件时不需调节优化。
表１工作参数选择
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ６５ ｍＡ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｖｏｌｔａｇｅ
．
７８０ Ｖ
Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｇａｓ ３８０ ｍＬ／ｍｉｎ
Ｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ １３￣Ｃ
２．２质谱干扰
辉光放电质谱中质谱干扰由放电气体（氩气）、
残留的空气（氮气、氧气等）以及溅射出的样品原子
等相互碰撞、相互作用而形成，同量异位素干扰；多
原子离子干扰；多电荷离子干扰。在ＧＤＭＳ中最主
要的干扰是多原子离子产生的谱线重叠干扰 。多
原子离子的来源有多种，主要有等离子体气体（氩
气）形成的多原子离子ｆ如 。Ａｒ２ 对。。Ｓｅ 的干扰）；污染
或残留气体形成的多原子离子（如“Ｎ 对 。ｓｉ 的干
扰）；样品中的原子间形成的多原子离子（如 Ｎｉ： 对
６２ 肖丽梅：采用辉光放电质谱仪测定高纯铝中痕量元素 第６期
“ ｓｎ 的干扰）；它们相互间结合形成的多原子离子（
如 Ａｌ。 Ａｒ对 Ｃｕ、 Ａｌ４０ Ａｒ对 ｚｎ的干扰）。ＧＤＭＳ分
析中为了得到准确的分析结果，必须将影响准确测
定离子强度的干扰排除或者减小到最低的程度。本
文通过实验选择合适的质量数和选择合适的分辨率
见表２。
表２各元素所选择的质量数和分辩率
２．３方法准确性实验
选用日本ＨＰ１０００高纯铝标准样品测定镁、硅、
钛、钒、铬、锰、铁、铜、锌９个元素，验证方法的准确
度，标样值为标准样品标样值，测试值为本标样实验
室测定结果，测定误差为测定值和标准值的绝对差
值，测定结果见表３。
表３待测元素ＲＳＦ值、标准值与测定值的对比（ｎ＝６）ｐｐｍ
由表３结果表明：高纯铝ＨＰ１０００标准样品９个
元素测定值与标准值吻合，该方法准确性良好。
２．４精密度实验
选用１个５Ｎ高纯铝样品进行１１次重复测定，计
算相对标准偏差ＲＳＤ，评定精密度，结果见表４。
表４精密度实验（ｎ＝ｌ１）ｐｐｍ
实验结果：９个元素的精密度实验结果能够满足
行业标准ＹＳ／ｒＩ’８７１—２０１３《高纯铝化学分析方法痕量
元素含量的测定辉光放电质谱法》一 的检测要求。
３结论
本文以辉光放电质谱法高纯铝中９个元素进行
测定，考察了辉光放电电流、放电氩气流速以及离子
源冷却温度对ＲＳＦ值的影响。对ＨＰ１０００标准样品
和高纯铝样品进行测定验证，结果表明该方法的准
确度和精密度良好。本工作的完成可以为高纯铝表
面不同元素分布的均匀性提供准确的测定方法，同
时也为高纯铝中杂质元素的准确测定建立基础。
参考文献
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进展【Ｊ］．分析测试学报，１９９９，ｌ８（３）：８２—８６．
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属材料分析中的应用『Ｊ１．分析化学，２００４，３２（１）：１０７—１ １２．
［３】刘炳寰．质谱学方法与同位素分析【Ｍ】．科学出版社，
１９８３．
【４】ＹＳ／Ｔ８７１—２０１３．高纯铝化学分析方法痕量元素含量的
测定辉光放电质谱法．中中华人民共和国工业和信息化部．
收稿：２０１５－０１－２０