GB/T 33352-2016 电子电气产品中限用物质筛选应用通则 X射线荧光光谱法

ICS31.020

L10

中华人民共和国国家标准

/—

GBT333522016

电子电气产品中限用物质筛选应用通则

X射线荧光光谱法

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Generalrulesofscreeninalicationofrestrictedsubstancesinelectricaland

gpp

—

electronicroductsX-Rafluorescencesectrometr

pypy

2016-12-13发布2017-07-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT333522016

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅳ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4试剂或材料………………3

5XRF光谱仪………………4

5.1总体要求……………4

5.2软件要求……………4

5.3X射线防护要求……………………4

5.4X射线照射光斑位置………………4

5.5分辨率………………5

5.6能量位置和稳定性…………………5

5.7性能要求与评价……………………5

5.8工作条件……………6

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5.9开机维护……………6

5.10其他硬件配置………………………6

6XRF人员的技术能力要求………………6

6.1XRF制样人员………………………6

6.2XRF操作人员………………………7

6.3XRF技术主管………………………7

7试验步骤…………………7

7.1样品准备……………7

7.2筛选测试……………8

7.3试验结果的分析与判定……………9

8质量保证和控制…………………………11

8.1校准的准确度………………………11

8.2质控样品……………11

9准确度……………………12

10文档记录………………12

()……

附录规范性附录电子电气产品中限用物质筛选用光谱仪性能要求

AXRF13

A.1XRF光谱仪的性能要求…………13

A.2XRF光谱仪的性能评价方法……………………13

附录()…

B资料性附录电子电气产品中限用物质筛选常用的有证标准物质

XRF15

B.1聚合物类有证标准物质……………15

Ⅰ

/—

GBT333522016

B.2金属类有证标准物质………………16

B.3其他类有证标准物质………………18

参考文献……………………19

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Ⅱ

/—

GBT333522016

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

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Ⅲ

/—

GBT333522016

引言

,

电子电气产品的广泛使用使人们更加关注其对环境的影响世界上许多国家或地区制定专门的法

规限制某些有害物质在电子电气产品中使用。

,。

电子电气产品的生产企业为了确保限用物质符合法规的要求需要对产品的材料进行检测由于

,,,

电子电气产品组成复杂使用材料众多批次更换频繁因此湿法化学分析无论是在时间和费用上无法

,、、

满足如此巨大的检测需求这就迫使人们去寻找一种快速低成本易于操作甚至是无损的定量或半定

。()。

量的检测方法X射线荧光光谱法以下简称XRF能够对样品中元素进行定性和定量分析仪器使

,,,

用射线照射样品样品中元素会产生荧光射线通过分析这些特征射线能够获得样品的元素

XX

信息。

,()、()、()、[()],

在现行和提议的立法中电子电气产品中铅Pb汞Hg镉Cd六价铬CrⅥ以及多溴联

()()。,

苯PBB和多溴二苯醚PBDE的使用受到限制针对上述限用物质相关企业和第三方检测机构普遍

拥有检测能,。,:

XRF力而且其检测结果大量地应用到符合性判定中尽管如此相关方仍需注意

),、

a由于通过XRF不能获得样品中元素的价态和分子信息因此对六价铬多溴联苯和多溴二苯

醚只能检测其总铬和总溴的含量;

),,

bXRF提供的检测准确度至少可达到半定量分析水平即在规定的68%置信水平下测量结果

,,

的相对不确定度的典型值为30%甚至更好但这和湿法化学分析相比相对不确定度还是

偏大。

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,

考虑到不同的XRF光谱仪之间的性能差异较大有些XRF光谱仪在元素选择性和灵敏度方面明

,;

显不足而有些XRF光谱仪又比较充分有些XRF光谱仪可以很容易的对不同形状和尺寸的样品进行

,,。、

测量而有些XRF光谱仪在检测部分样品时非常不方便为了让采用不同设计不同复杂程度及不同

,、

性能的XRF光谱仪都可以用于电子电气产品中限用物质的筛选分析并考虑到实验室的操作人员环

、,检测进行必要的

境管理对检测结果的影响需要对采用XRF光谱仪的电子电气产品中限用物质筛选

规范。

Ⅳ

/—

GBT333522016

电子电气产品中限用物质筛选应用通则

X射线荧光光谱法

———。,

警示1X射线对人体是有害的XRF使用者应经过XRF光谱仪的操作培训并且具有操作技

。,

术和取样的相关知识应遵照制造厂商提供的安全使用说明以及国家有关的健康和职业安全规定谨

慎进行操作。

———。

警示2使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验本标准并未指出所有可能的安全

。,。

问题XRF使用者有责任采取适当的安全和健康措施并保证符合国家有关法规规定的条件

1范围

()、()、()、

本标准规定了能量色散射线荧光光谱筛选测试电子电气产品中铅汞镉总铬

XPbHgCd

()()、、、、。

Cr和总溴Br等元素的仪器人员技术能力测试程序质量控制文档记录等要求

()、()、()、()()

本标准适用于电子电气产品中铅汞镉总铬和总溴等元素的射线荧

PbHgCdCrBrX

。。

光光谱筛选测试波长色散射线荧光光谱筛选测试应用也可参照执行

X

:。

注波长色散射线荧光光谱对于样品前处理可参照相关标准或仪器说明书

X

2规范性引用文件

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件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文件

—

、:

测量控制和实验室用电气设备的安全要求第部分通用要求

GB4793.120071

GB18871电离辐射防护与辐射源安全基本标准

/—(、、、、)

电子电气产品六种限用物质铅汞镉六价铬多溴联苯和多溴二苯醚

GBT261252011

的测定

/—电子电气产品中限用物质的限量要求

GBT265722011

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

筛选screening

,

将测试结果与设定的限值进行比较以确定被测元素的含有情况以及是否需要进一步分析的测试

程序。

3.2

均质材料homoeneousmaterial

g

由一种或多种物质组成的各部分均匀一致的材料。

[/—,]

GBT265722011定义3.3

1

/—

GBT333522016

3.3

X射线荧光光谱法X-Rafluorescencesectrometr

ypy

XRF

,

用一束射线或高能辐射照射待测样品使之发射特征射线而对样品中元素进行定性和定量分

XX

,。

析的方法可分为波长色散射线荧光光谱法和能量色散射线荧光光谱法

XX

3.4

波长色散射线荧光光谱法

XwavelenthdisersiveX-rafluorescencesectrumetr

gpypy

WDXRF

,

样品中待测元素的原子受到射线或高能辐射激发而引起内层电子的跃迁同时发射出具有一定

X

,。

特征波长的荧光射线根据测得谱线的波长和强度来对待测元素进行定性和定量分析

X

3.5

能量色散射线荧光光谱法

XenerdisersiveX-rafluorescencesectrometr

gypypy

EDXRF

,

样品中待测元素的原子受到射线或高能辐射激发而引起内层电子的跃迁同时发射出具有一定

X

,。

特征能量的荧光射线根据测得谱线的能量和强度来对待测元素进行定性和定量分析

X

3.6

分析线analtelines

y

需要对其强度进行测量并据此判定被分析元素含量的特征谱线。X射线荧光光谱分析中一般应选

、、。

择强度大干扰少背景低的特征谱线作为分析线

[/—,]

GBT165971996定义3.4

3.7

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背景backround

g

,。

叠加在分析线上的连续谱主要来自样品对入射辐射的散射

:/—,。

注改写GBT165971996定义3.3

3.8

干扰线interferencelines

,。

与分析线重叠或部分重叠从而影响对分析线强度进行准确测量的谱线

[/—,]

GBT165971996定义3.5

3.9

基体效应matrixeffects

,、

样品的化学组成和物理化学状态对分析元素荧光射线强度的影响主要表现为吸收增强效应

-X-

、、。

颗粒度效应表面光洁度效应化学状态效应等

[/—,]

GBT165971996定义3.7

3.10

基本参数法fundamental

-arametersmethod

p

、、、、

用原级射线的光谱分布质量吸收系数荧光产额吸收突变比仪器几何因子等基本参数计算

X

,,

出纯元素分析线的理论强度将测量强度代入基本参数法数学模型中用迭代法计算至达到所要求的精

,。

度得到分析元素含量的理论计算方法

[/—,]

GBT165971996定义3.9

3.11

经验系数法emiricalcoefficientsmethod

p

,

用经验的数学校正公式依靠一系列标准物质以实验方法确定某种共存元素对分析线的吸收增强

-

影响系数和重叠干扰系数而加以校正的方法。

2

/—

GBT333522016

:/—,。

注改写GBT165971996定义3.8

3.12

校准曲线calibrationcurve

,、,

通过测量一套与样品化学组成物理化学状态相似的标准系列的射线强度将其与相应的元素

X

,。

含量用最小二乘法拟合成的曲线用以计算在相同的仪器条件下所测未知样品中分析元素的含量

:/—,。

注改写GBT165971996定义3.10

3.13

标准物质referencematerial

,,、

一种材料或物质其一项或多项特性值被严格的定值并具有良好的均匀性可用于器具的校准检

测方法的评价或给某一材料赋值。

[/—,]

GBT261252011定义3.1.12

3.14

有证标准物质certifiedreferencematerial

CRM

,

附有证书的标准物质其一项或多项特性值已按能准确溯源到相应测量单位的溯源程序进行了定

,。

值而且每个定值都附有给定置信水平的不确定度

[/—,]

GBT261252011定义3.1.4

3.15

半高宽fullwidthathalfmaximum

FWHM

,。

在单峰构成的分布曲线上峰值一半处曲线上两点的横坐标间的距离

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:,。,/(),/

注如果曲线包含几个峰则每个峰都有一个半高宽另外由此术语还可以扩展110高度FW0.1M150高度

()。

FW0.02M等

[/—,]

GBT4960.62008定义3.2.27

3.16

多道幅度分析器multichannelamlitudeanalzer

py

,。(、)

多于一道的分析器通常包含有足够多的道数它按照输出信号的一个或多个特性幅度时间等

,。

对信号进行分类计数从而测定其分布函数

[/—,]

GBT4960.62008定义3.1.31

3.17

()()

能量分辨率半导体探测器的enerresolutionofsemiconductordetector

gy

()(),

半导体探测器对能谱的半高宽FWHM的贡献包括探测器的漏电流噪声通常用能量单位

表示。

[/—,]

GBT116852003定义3.6

:,。

注能量分辨率数值越小分辨率越高

3.18

峰位eakosition

pp

()。

在脉冲幅度谱中一个峰谱线的矩心处的能量或等效量

[/—,]

GBT116852003定义3.18

4试剂或材料

,。

4.1铅片纯度为99.9%

3

/—

GBT333522016

,。

4.2二氧化锰分析纯

,()(),

4.3二氧化锰压片将二氧化锰4.2研磨成粒径小于0.074mm200目的粉末压片压力为150kN~

,,。

400kN要求测试表面平整光滑无明显裂缝等缺陷

,。

荧光纸或荧光板其面积足以覆盖照射到的射线光斑

4.4X

5XRF光谱仪

5.1总体要求

XRF光谱仪应满足以下要求:

)、、、;

a仪器应有型号仪器厂商出厂编号出厂日期等标识

),,;

b仪器及附件的所有部件应连接良好运动部件应平稳活动自如

)、;

c仪器上的开关旋钮指示灯及按键应能正常工作

)辐射安全保护装置工作正常;

d

),。

e仪器外观良好应无明显损伤

5.2软件要求

,:

XRF光谱仪的软件配置对测试结果具有重要影响应至少包含以下功能

)提供测试结果的标准偏差;

a

)储存测试部位图像;

b

)人工或自动基体匹配;

c

)定量方法有经验系数法()();

dEC法和基本参数法FP法

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

)形状校正功能;

e

)干扰校正功能;

f

)向用户开放的校准曲线环境;

g

)、;

h预置校准曲线是具有一定斜率的经过零点附近的直线

)谱图的横坐标为能量单位。

i

注:();()。

XRF光谱仪给出的能量单位普遍使用千电子伏特keV强度单位使用每秒计数cs

p

5.3X射线防护要求

光谱仪电离辐射安全性能应符合—中的规定。

XRFGB4793.1200712.2

,—,

对于手持式光谱仪除应符合中的规定外人员所受电离辐射照射的

XRFGB4793.1200712.2

防护和源的安全还应符合GB18871给出的细节。

光谱仪应设置明显的射线警示标识。

XRFX

5.4X射线照射光斑位置

,(),

为了验证指定测试部位和射线照射光斑的吻合性使用荧光纸或荧光板同时打开射线

X4.4X

,。

和图像功能目测图像标示的中心点和射线照射光斑中心点距离

X

,,,

为了使射线照射光斑清晰可关闭照明光源移开滤光片将光管高压电源调至

XX40kV~

,,,

逐渐增大灯丝电流至射线照射光斑清晰可见但灯丝电流不应超过仪器规定的最大电流如

50kVX

1mA。

,

对于标称光斑直径的光谱仪标示中心点和光斑中心点的偏离距离不应超出射线

3mm~7mmX

最小光斑直径的四分之一。

,。

如光谱仪配置不同的准直器应分别进行验证

4

/—

GBT333522016

5.5分辨率

()(),。

光谱仪的分辨率应以锰的Kα线5.895keV脉冲高度分布的半高宽FWHM来表示见图1

图锰的线及半高宽的位置

1Kα

()或将光管的高压设定为,电流为自动,

使用仪器厂商推荐的测试条件不低于1000csX15kV

p

,,,(),

空气光路无滤光片测试时间为测试二氧化锰压片得到锰的线的半高宽即为被测试仪

50s4.3K

α

器的能量分辨率。

用于电子电气产品中限用物质筛选测试的XRF光谱仪分辨率应小于170eV。

:,。

注如能量位