高纯石英晶格杂质及其微区原位分析技术挑战:以fs-LA-ICP-MS为例摘要
<正>高纯石英是国家新兴产业发展中重要的战略性矿产资源,当前我国4N8级以上高纯石英砂(SiO2纯度≥99.998%)主要依赖进口,亟需加强国产高品位高纯石英矿床的勘查评价与资源开发。石英晶格杂质是最难去除的杂质,在其含量一定程度上代表了高纯石英最终的品级。因此,随着高纯石英产业的发展,在面对潜在的高纯石英矿时,若能通过微区原位技术,检测晶格杂质含量,可以快速筛选潜在高纯石英矿,为高纯石英矿的资源评价和工业质量把控提供有力的技术支撑。但是高纯石英的晶格杂质很低,给微区原位分析技术带来了一些挑战。本研究采用fs-LA-ICP-MS对5N级以上高纯石英砂进行了微区原位分析,旨在测定其中的痕量杂质含量并评估该方法的可靠性。通过与同一样品的溶液ICP-MS分析结果对比,发现微区原位测定结果在多种杂质元素上均存在一定偏差,表明该技术在超低含量杂质的准确定量方面仍面临显著挑战。研究揭示了fs-LA-ICP-MS在超高纯石英材料分析中的局限性,主要体现在实际检测限与理论检测限之间存在差距,测量精密度和准确度受到多种因素影响。这些误差来源包括激光剥蚀过程引入的误差以及质谱分析中的多原子离子干扰等。而电子探针由于检测限较高,对于超低含量杂质的测定精确度不足,还需改进方法提升检测限与精确度。
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