XRF 及 LIBS 技術的 A 到 Z 指引
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A
Alloy (合金)
金屬基體中有兩種或兩種以上元素的部分或完全固態溶液,例如鋼 (鐵 + 碳)、黃銅 (銅 + 鋅)、青銅 (銅 + 錫)。
Alloy Grade (合金等級)
具特定組成的合金之名稱或命名,例如 C377,鍛用黃銅 (銅 58.0-62.0、鐵 0-0.3、鉛 1.5-2.5、鋅 35.2-40.5)。
API Recommended Practice 578 (美國石油協會建議實務 578)
由美國石油協會 (API) 所發展出來的一份建議實務,適用於所有石油及石化製程系統。API 578 提供了實施材料驗證計畫 (MVP) 的相關指引。材料驗證計畫規定使用材料可靠性鑑別 (PMI) 及其他方法,來驗證一項資產、資產成分或壓力包絡內之焊件,是否與選定或指定之建築材料一致。
Argon Purge (氬驅氣)
用於 LIBS,取代樣品室內存在之空氣的過程,藉以輔助碳分析。像碳這樣的元素,其波長小於 200 奈米。氬驅氣使 LIBS 光譜儀的光學能看到 200 奈米以下。
Assay (分析)
金屬或礦石的定性或定量分析,以判定其成分。
Atomic number (原子數)
原子核內的質子數,有時也稱作質子數。
B
Backscatter (反向散射)
當 X 光與低密度物質 (如聚乙烯) 交互作用時,它們可能會散射回儀器及操作者。
Brominated Flame Retardant (BFR,溴化阻燃劑)
溴常被用於產品中做為溴化阻燃劑,然而在 1990 年代初期,BFR 與鹵化戴奧辛及呋喃之間的關聯開始引起注意。某些形式的 BFR,如多溴聯苯 (PBB) 及多溴二苯醚 (PBDE),已依 RoHS 法規禁用。
C
Carbon Equivalency (CE,碳當量)
一種以重量百分比呈現的經驗數值,將用於製造碳鋼的不同合金元素之合併效用,換算成碳的相當含量。此數值可使用一數學方程式來計算。藉由改變鋼中的碳及其他合金元素之含量,即可透過適當熱處理來取得所需強度。同時也可能取得較佳的可焊性及低溫凹痕軔性。
Certified reference material (CRM,驗證參考物質)
已針對某種特定元素認證的標準物質,含一指定範圍之不確定性。一般而言,分析已經過數種方式及數個實驗室執行。
Compton Normalization (Compton 標準化)
一種能為大範圍的環境測試以及部分採礦應用提供最佳結果之 XRF 技術,特別是當有必要針對主要由輕元素所組成之樣品,測量其中重元素的次百分比濃度時。在環境測試專案中,往往都強烈希望能在現場並即時快速測量出資源保護與回收法 (RCRA) 中,全部八種重金屬 (銀、砷、鋇、鎘、鉻、汞、鉛、硒) 的低濃度含量。
Coating (塗層)
物質表面的一層薄覆蓋,通常能改善表面特性,如防腐蝕。塗層的例子包括陽極化表面、電化學電鍍、鉻酸鹽及磷酸鹽皮膜,以及塗料及搪瓷。
CPSC
美國消費者產品安全委員會,「負責保護社會大眾,免於遭受該機構管轄範圍內上千種消費者產品類型所造成之不合理嚴重傷害或死亡等風險。」此為執行 CPSIA 的管制機關,並認可 XRF 的使用符合 CPSIA 之規範。
CPSIA
2008 年消費者產品安全促進法 (美國),人權法案第 4040 條,訂定了孩童可觸及產品中,新的鉛許可濃度限制、降低塗料中鉛的許可濃度、設定所有其他材料中的鉛允許濃度、實施測量表面塗層中鉛成分的替代標準,並准許使用 XRF 分析儀做為篩檢用途。
D
Diffraction Grating (繞射光柵)
用以將光束分離成其成分波長的光學組件。
Digital Signal Processor (DSP,數位訊號處理器)
在 XRF 及 LIBS 儀器內塑造及產生光譜的裝置。
Drill Core (岩芯)
採集一「圓柱狀」的材料,做為地化分析的樣品形式。
Drywall, Problematic (乾牆,有問題的;亦稱作反應性乾牆)
報告指出,暴露在引入之乾牆所散發的成分會造成不良健康反應。XRF 可幫助進行硫的篩檢,以做為一項生物有害物質的指標。
E
Element (元素)
僅由一種原子所組成的物質,例如鐵 (Fe)、銅 (Cu)、金 (Au)。
Empirical Calibration (經驗校正)
在經驗校正中,使用者首先須分析已知樣品以取得計數強度,接著使用離線軟體進行製圖,以產生校正曲線。此曲線資料會放回到分析儀上,然後即可用於執行並提供結果。經驗測試模式僅適用於測量化學成分會落在狹窄校正範圍內的樣品,且必須考量到校正中的干擾 (光譜與基體)。
End-of-Life Vehicles (ELV) Directive (廢車輛指令 2000/53/EC)
自 2003 年 7 月 1 日起,要求特定車輛產品不得含有 (微量雜質除外) 汞、鎘及鉛。鉛仍可做為銅、鋼及鋁等的合金添加物,以及於可焊應用中使用。
Energy Dispersive X-Ray Fluorescence (EDXRF,能量色散 X 射線螢光光譜儀)
EDXRF 設計用於同時分析多組元素。此類型的 XRF 儀器,可將不同元素的特徵性 X 光分離成完全的螢光能量光譜,然後經過處理用做為定性或定量分析。位於樣品及偵測器之間的濾器,是用來改善訊號、減少背景並聚焦於光譜上的特定區域。
Environmental Lead Proficiency Analytical Testing program (ELPAT,環境鉛水平分析測試計畫)
認證實驗室分析土壤、塗料、空氣濾清器及灰塵等環境樣品中鉛含量的過程,以協助確保實驗室的流程與試驗計畫書能產出準確、可重複、可靠的結果。
EPA Method 6200 (環境保護局 Method 6200)
一種現場篩檢的方法,用以分析現地 (in-situ) 和異地 (ex-situ) 土壤測試樣品。
Ex Situ (異地)
拉丁用語,意為不在現場。土壤樣品通常是取自於其原始地點,經過備製 (乾燥、研磨、過篩及裝杯),然後再進行異地分析。
F
Filter (濾清器、濾器)
1.內建於 XRF 儀器的一項機制,可允許修改 X 光能量,以優先強化特定基體內特定元素的分析。
2.一種用於樣品收集的薄形支撐機構,如 37mm 空氣濾清器。
High filter (高度濾器) – 儀器中使用的濾器,以優先螢光化許多重元素 (Z = 47-56).
Light filter (低度濾器) – 儀器中優先使用的濾器,以螢光化輕元素,若 Z < 17。
Main filter (主濾器) – 儀器中優先使用的濾器,以螢光化過渡元素,包括週期表上第 3-12 族 (第一列全部以及第二列部分)。
Flow Accelerated Corrosion (FAC,流動加速腐蝕)
是核能及化石燃料發電廠常見的問題來源。碳鋼管路及元件之中如果存在低溶氧的流動水或蒸汽水,就會降解造成 FAC。當水流過碳鋼材料時,其穩定的表面氧化層 (通常為 Fe3O4,四氧化三鐵) 就會溶入水流之中 – 使管路壁隨著時間越變越薄,並因破裂而導致災難性的故障。
Fundamental Parameters (FP,基本參數)
對於未知化學成分樣品的測量,其輕元素和重元素的濃度差異可能會從 ppm 至高百分比程度,基本參數 (FP) 分析可用於同步代償多種不同的幾何效應 (包括小型和形狀特殊的樣品),加上 X 光吸收,與次級和三級螢光效應。FP 是採礦、貴金屬及所有金屬合金測試應用的優先分析工具。
G
Geochemistry (地球化學)
地殼的化學成分及此處所發生的化學變化;特別是「研究土壤、礦石、岩石、水和地球大氣中,化學元素的絕對及相對豐度,以及這些元素因其化學和物理特性,從一處至另一處的分布與移動。」[http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/geochemistry]
GIS (Global Information System,全球資訊系統)/ GPS (Global Positioning System,全球定位系統)
用於現場製圖系統的工具,能即時在地圖上繪製出地化資料,以達成充塡和退出的決定,並做出更明智的決策。
Grade Control (等級控制)
採礦材料的測量與調整,將目標元素保持在特定的濃度範圍內。
H
Halogen (鹵素)
一群非金屬元素的通用名稱,來自週期表的第 17 族 (先前稱為 VII、VIIA),包含氟 (F)、氯 (Cl)、溴 (Br)、碘 (I)、砈 (At)。
Halogen Free (無鹵素)
根據 IEC 61249-2-21,其接受之無鹵素定義為氯最大值 900 ppm、溴最大值 900 ppm,或鹵素總量最大值 1,500 ppm。
Helium purge (氦驅氣)
1.以氦氣來取代 X 光管及偵測器周圍存在之空氣的過程,使能直接分析不同樣品類型中的鎂、鋁、矽、磷和低濃度硫。
2.對於鎂、鋁、矽、磷和硫的分析,此方法優於真空驅氣系統,因其可靠度較高且可降低儀器污染的可能性。
I
Inductively Coupled Plasma (ICP,電感耦合電漿)
傳統測試方法,普遍認定為準確的方法,但卻具破壞性且相當耗時。最終,這使得此方法相當缺乏效率。
Infilling (充填)
以較高速率取得讀數,以更接近地定義目標區域的元素組成;為一項探勘技術。
In Situ (現地)
拉丁用語,意為原地、現場;XRF 儀器無需移動或準備而可直接用於樣品上,例如,現地取得土壤讀數。
Instrument Detection Limit (IDL,儀器偵測極限)
最可能的偵測極限,由一個「乾淨的」樣品計算而來,即無干擾的樣品。
L
Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS,雷射誘導擊穿光譜)
一種原子發射光譜形式,利用雷射剝蝕樣品表面以取得元素資料。雷射剝蝕過程會形成電漿,並在其冷卻時發出光束。光束隨即會被光譜儀收集和分析,以進行定性及定量材料分析。
Light Elements (輕元素)
原子序小於 17 的元素。
Limit of detection (LOD,偵測極限)
具合理確定性之情況下,可偵測到的元素最小濃度。一般認為用來指出某項元素是否存在,而非意味所取得之數值準確。LOD (偵測極限) 通常使用 3 sigma (標準差) 來計算。
M
Mill Heads and Tails (原礦與尾礦)
XRF 分析儀在研磨及精煉上為相當具有價值的資產,提供快速、準確的原料 (原礦)、濃縮物及尾礦 (自礦石礦物分離出,經過精磨之岩石) 分析,快速且簡單測量萃取及富集過程的效率。
Mine Mapping (採礦製圖)
礦石邊界的界定。
O
Optical Emission Spectroscopy (OES,光發射光譜學)
一項元素分析技術,針對樣品中的各項元素,利用電弧、火花或雷射來刺激原子發射出具特徵性光譜的光束。儘管 LIBS 和 OES 都運用了類似的科學原理,OES 的行動能力較為受限。既有之設定包括檯面式儀器架設,或行動推車。
Ore (礦石)
一種礦物或礦物聚積,其具相當有價值的組成物,特別是金屬,可透過採礦或萃取獲利。
Outcrop (露頭)
岩盤的一部分或其他突出地表 (即土壤水平) 的地層。
P
Pathfinder Elements (指引元素)
相較於主要金屬,具有更佳地化或分析特性之元素,可做為探金的指引元素。
Performance Characteristic Sheet (PCS,效能特性表)
由第三方所開發,針對效能特性符合性的測試設計、資料管理及統計方法。
Phthalate (苯二甲酸鹽)
苯二甲酸鹽常用於軟化塑膠,像是正常情況下為堅硬的聚氯乙烯塑膠 (PVC)。它們是一群化學成分,主要用於如塑膠釣餌、指甲油、黏著劑、填隙、塗料色素及部分由稱作「果凍橡膠」所製成的軟玩具中之塑化劑。CPSIA 第 108 節,敘述了特定苯二甲酸鹽的限制使用。
Plasma (電漿)
由離子及電子所組成的電中性氣體。
Platinum Group Metals (PGM,鉑族金屬)
本族含六 (6) 種貴金屬 (釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑),皆具相似化學及物理特性。
Positive Material Identification (PMI,材料可靠性鑑別)
驗證合金化學及合金等級的檢測程序;XRF 和 LIBS 為標準使用方法。
Priority Pollutants (優先污染物)
依 EPA method 245.1 為汞,銻、砷、鈹、鎘、鉻、銅、鉛、汞、鎳、硒、銀、鉈、鋅。
Product Safety Enforcement Forum of Europe (PROSAFE,歐洲消費安全促進論壇)
歐盟對於消費者產品安全性的監督者。
Proposition 65 (第 65 號法案)
1986 年加州的安全飲用水和毒性物質執法法案,提倡乾淨的飲用水,並避免消費者產品內含有造成癌症及與出生缺陷相關的有毒物質。
R
Rare Earth Elements (REE,稀土元素)
17 種元素的合稱,鈧 (21)、釔 (39) 和鑭系元素 (57-71)。
RCRA Metals (資源保護與回收法之金屬)
砷、鋇、鎘、鉻、鉛、汞、硒、銀。
Reasonable Testing Program (合理測試計畫)
一套流程,用以提供產品製造遵循所有適用法規、禁止及標準 (CPSC 定義) 之合理確定性。
Repeatability (重複性)
當相同樣品在完全一樣的情況下,通常在一段短時間內,由相同的人在相同儀器上執行,所得結果之變異量數。
Reproducibility (再現性)
由不同人在不同儀器上執行,所得結果之變異量數。在絕對條件下,再現性一般會劣於重複性。
Residual Element Analysis (殘餘元素分析)
碳鋼管路中的殘餘元素濃度,可為石化應用上之預期壽命及成品成分效能的關鍵指標。特別感興趣的元素,包括鉻、銅及鎳,以及鉬、錫、釩、銻、砷及鉛。HF 烷化單位會由於鉻、銅及鎳的殘餘濃度上升,而使之易受到一種獨特方式的選擇性腐蝕。
Restriction of Hazardous Substances (RoHS) Directive (危害性物質限制 (RoHS) 指令)
規定自 2006 年 7 月 1 日起,特定電氣及電子產品不得含有 (微量雜質除外) 汞、鎘、六價鉻、PBB、PBDE 及鉛。特定豁免包括允許使用鉛做為銅、鋼及鋁的合金添加物。並且,中國 RoHs 及美國 RoHS (自 2010 年 7 月 1 日生效 - 電氣設備環境保護設計法案 (HR 2420)) 聲明,電氣設備若未符合 RoHS 規範 (歐盟 RoHS 的 6 項要素),則不得於美國市場販售 (製造或進口)。
Resource Conservation and Recovery Act (RCRA,資源保護與回收法)
1976 年頒布的美國聯邦法律,主管廢棄物 (固態及有害) 之處置。
Renovation, Repair, and Painting (RRP) Rule (裝修、維修與塗漆 (RRP) 法規)
美國環境保護署 (EPA) 所發佈之規定,要求運用鉛安全作業及其他行動,其旨在避免鉛中毒。依此規定,自 2010 年 4 月開始,執行裝修、維修與塗漆案的承包商,若要在 1978 年前建造之住家、兒童照護機構及學校使用含鉛塗料,必須經認證且必須遵循特定工作實務,以避免鉛污染。
S
Slag (爐渣)
熔融之金屬表面氧化作用下所形成的副產物。生產鐵及鋼時,爐渣的主要用途是透過氧化物的移除,來純化鐵產物,其可做為一保護毯,穩定熔融溫度,有助於預防再度氧化。密切控制爐渣的化學組成,可使熔爐效率最大化、降低產物中的雜質,以及延長熔爐耐火襯層之壽命。精煉過程後,爐渣可重新回收並用作商業用途,如道碴、填路或與水泥混合用於結構應用。
Spectra (光譜)
依據波長或頻率所繪製之訊號強度的視覺表現。
Standard Deviation or Sigma (標準差)
一組樣品中的變異量數。該數值越小,表示所有結果彼此之間越接近。其計算方式為先取一組數據並計算其平均值。然後將各個別讀數減去平均值,並將這些計算值平方 (此步驟會除去所有負值)。接下來,將這些計算值平均並計算其平方根。此平方根即為 sigma,或一個標準差。其也可以簡單地透過工作表計算,如 Excel,在 Excel 中,使用「=stdev (反白目標儲存格)」。
Standard Reference Material (SRM,標準參考物質)
其特性值 (一種或多種) 為充分均質的材料或物質,並公認用於校正、評估某種測量方法,或指定數值給材料。
Substrate (基材)
基底材料,包括塑膠、木材、金屬及陶瓷。
Sulfidation (硫化)
高溫環境中,與硫化物作用所引起的金屬腐蝕。精煉工業中,管路與設備的硫化腐蝕,一直是洩漏的主要原因,導致設備替換、意外中斷及大型資產損失及傷害等意外事件發生。含有低矽 (< 0.10%) 成分的碳鋼,在暴露於不含氫的硫化腐蝕情況下,可能會加速腐蝕速率。[出自 API-939-C 準則,第 5.0 版,2008 年 1 月]
Superalloy (超合金)
高效能合金,可耐高溫;抗腐蝕及抗氧化。
T
Tin Whiskers (錫晶鬚)
由高純度錫或無鉛錫焊料之存在所引起的主要危險,是其產生絲狀腐蝕的傾向,俗稱「晶鬚」。晶鬚是一種自然發生的現象,會自發形成無法解釋的微小針狀突起。進而出現鬆動、系統電路板及端子發生短路、嚴重皺曲,或破壞整個系統等問題,特別是那些可靠度為相當關鍵的應用,如航空器、太空船、軍事武器系統及電子醫療器材。
Trace Element (微量元素)
樣品中非常小量存在之元素 (通常少於 100 ppm)。
Tramp Element (雜質元素)
金屬中微量發現的元素,可能會對其特性造成不良影響。
True Value (真值)
樣品的實際或認證數值。
V
Vacuum Purge (真空驅氣)
1.排空 X 光管及偵測器周圍存在之空氣的過程,使能直接分析金屬合金中的鎂、鋁及矽。
2.相較於氦驅氣,為較差的輕元素分析法,因其可靠度較低且儀器污染可能性較高。
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