Analysis of glass by X-ray fluorescence with the ARL OPTIM’X WD-XRF Spectrometer

Význam tématu

Analýza složení skla je klíčová pro průmyslové aplikace i kvalitativní kontrolu finálních výrobků. Různé přídavné oxidy ovlivňují zpracovatelnost, mechanické vlastnosti a barevné vlastnosti skla. Spolehlivé stanovení koncentrace majoritních i minoritních složek pomáhá optimalizovat receptury a zajistit shodu s normami.

Cíle a přehled studie

Studie se zabývá určením detekčních limitů, přesností a opakovatelností měření oxidů ve vzorcích soda-vápenného skla pomocí vlnově disperzní rentgenové fluorescence (WD-XRF). Pomocí přístroje ARL OPTIM’X byly kalibrovány standardní pressed powder vzorky a ověřena schopnost metody pokrýt široké spektrum prvků od Na až po Pb.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda: vlnově disperzní rentgenová fluorescence s univerzálním SmartGonio™ goniometrem

• Přístroj: ARL OPTIM’X WD-XRF spektrometr s Rh anodou, chladicí vzduch, Be okénko 0,075 mm, výkon 50 W (ekvivalent 200 W klasického WD-XRF).
• Excitační podmínky: 40 kV, 1,25 mA; kolimátor 0,29°.
• Detektory: průtokový počítací detektor (FPC). Doporučené analyzátory: AX06, PET, LiF200/LiF220.
• Příprava vzorků: lisované práškové tablety soda-vápenatých skel.

Hlavní výsledky a diskuse

Detekční limity stanovené pro řadu oxidačních forem se pohybují od nízkých jednotek ppm (např. SrO 2,4 ppm, ZnO 3,6 ppm) po stovky ppm u lehkých prvků (Na2O 100 ppm). Majoritní složky (SiO2, CaO, Na2O) se vyhodnocují bez limitu. Opakovatelnost pro dva typové vzorky při 36 s/count per element vykazuje standardní odchylky většinou pod 1 % u majoritních složek a v řádu jednotek až desítek ppm u minoritních prvků. Zvýšení času měření o 2× zlepší přesnost o faktor √2.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda dovoluje rychle a přesně stanovit hlavní oxidační složení i stopové metalické příměsi ve skle. Výsledky jsou přínosné pro výrobce obalového i plochého skla, výzkum barevných skel a sledování kvality procesů tavení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší integrace XRF do automatizovaných výrobních linek a databází recepis. Další kroky zahrnují vylepšení softwarových nástrojů pro korekci maticových efektů a rozšíření metody na komplexní recyklované skelné směsi.

Závěr

ARL OPTIM’X WD-XRF prokázal vysokou citlivost i opakovatelnost pro analýzu soda-vápenatého skla. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu majoritních i stopových složek a umožňuje výrobním laboratořím optimalizovat kvalitu výrobků.

Reference

• Thermo Fisher Scientific. Application Note AN41708 "Analysis of glass by X-ray fluorescence with the ARL OPTIM’X WD-XRF Spectrometer", 2023.