The mathematical correction of matrix effects in the analysis of soda-lime-silica glasses by X.R.F.

Abstract

The accurate analysis of materials over a wide range of compositions by X-ray fluorescence techniques (X.R.F.) requires an effective method for the correction of absorption effects within the sample due to variations in the composition of the matrix. A mathematical method of correcting for these matrix effects based on tabulated values of the mass absorption coefficients of elements has been evaluated on a series of soda-lime-silica glasses containing the oxides of sodium, calcium, silicon, aluminium, magnesium, potassium, iron. zirconium, titanium, arsenic, sulphur and antimony. The method proved effective for all except the last four elements but in all cases the X.R.F. results compared favourably with the analysis obtained by standard chemical methods. Other sources of error were considered to be present for sulphur and antimony and a second correction for the influence of calcium proved to be effective in the case of antimony.

L'analyse précise, par des techniques utilisant la fluorescence X, de matériaux présentant une gamme étendue de compositions exige une méthode efficace de correction des effets d'absorption provoqués dans l'échantillon par les variations de composition de la matrice. Une méthode mathématique de correction de ces effets de matrice, basée sur les valeurs extraites de tableaux de coefficients d'absorption massique des éléments, a été expérimentée sur une série de verres soude-chaux-silice renfermant des oxydes de sodium, de calcium, de sihcium, d'aluminium, de magnésium, de potassium, de fer, de zirconium, de titane, d'arsenic, de soufre et d'antimoine. La méthode se révèle efficace pour tous les éléments à l'exception des quatre derniers. Dans tous les cas cependant, les résultats obtenus par fiuorescence X peuvent être comparés avantageusement aux analyses effectuées par les méthodes chimiques traditionnelles. On considère que, pour le soufre et l'antimoine, d'autres sources d'erreurs sont présentes. Une seconde correction, tenant compte de l'influence du calcium, s'est révélée efficace dans le cas de l'antimoine.

Die genaue Analyse von sehr unterschiedlich zusammengesetzten Substanzen mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzmethode erfordert ein wirkungsvolles Verfahren zur Korrektur der Absorptionseffekte innerhalb der Probe, die durch die unterschiedliche Zusammensetzung der Matrix bedingt sind. Eine mathematische Korrektur dieser Matrixeffekte, die auf den tabellarisch erfaßten Massenabsorptionskoeffizienten der Elemente beruht, ist bei einer Reihe von Kalk-Natron- Gläsern durchgeführt worden. Diese Gläser enthielten die Oxide von Natrium, Calcium, Silicium, Aluminium, Magnesium, KaHum, Eisen, Zirkon, Titan, Arsen, Schwefel und Antimon. Die Methode führte bei allen diesen Elementen — Titan, Arsen, Schwefel, Antimon ausgenommen — zum Erfolg. Die Röntgenfluoreszenzergebnisse ließen sich aber ohne Ausnahme recht gut mit den Analysenwerten der chemischen Standardverfahren vergleichen. Bei der Korrektur einer Schwefel- und Antimon-Bestimmung sind andere vorhandene Fehlerquellen zu berücksichtigen. Es konnte z. B. gezeigt werden, daß Calcium die Antimon-Bestimmung beeinflußt.