寶鋼研究（jiū）院分析（xī）測試研究中心　胡瑩  陳家（jiā）光  紀紅玲  劉俊亮

　　一、微束分析能力驗證樣品的基本要求

　　能力驗證活動一（yī）般（bān）采用兩種方式發放樣品:其一是（shì）準備一組樣品在實驗室中傳遞；其二是為每（měi）個參加實（shí）驗室準備（bèi）一套樣品。第一（yī）種方式的優點是樣（yàng）品製備方麵（miàn）隻要保證（zhèng）一（yī）套樣品均勻、穩定（dìng）即可；缺點是相互傳遞耗時較長；由於一般能力驗證活動（dòng）都有一（yī）定的周期限製，各實驗室開展實驗的時間不（bú）夠充裕。第二種樣品發放方式的缺點在於不但要保證（zhèng）同一（yī）套樣品的均勻、穩定，還要保證各組樣品之間的成分一致；優點則是免去了相互傳遞的過程，各實驗室可以同時拿到樣品，做充分的實驗準備，能力驗證活動周期也能相應縮短。另外，活動中使（shǐ）用過的樣品（pǐn）各實驗（yàn）室可以自行留下作為參考（kǎo）樣品使用。目前，在微束分析（xī）能力驗證活動中一（yī）般采（cǎi）用第二種樣品發（fā）放形式。

　　在微束分析能力（lì）驗證（zhèng）活動中，所使用的樣品均勻、穩定是活動順利開展的基礎。

　　目前，涉及成分檢測的（de）微束分析一般使（shǐ）用能譜儀或者波譜儀，樣品（pǐn）要置於電（diàn）子束的轟擊下（xià），所以要求樣品在電子束照射下必須是穩定的，即樣品在所需（xū）的測試條件下不能產生電荷積累，同時要（yào）求樣品處於一種穩定的物理化學狀態，以便保（bǎo）存（cún）和運輸。

　　由於微束分析中每一個分析區域的範圍（wéi）都很（hěn）小，一般在微米尺度，所以要求樣品在每一個測試點成分（fèn）具有嚴格的一（yī）致性，甚至析（xī）出相引起的成分偏差都不允許存在，即（jí）要求微束分析（xī）能力驗證樣品具（jù）有良好的均勻性。    

　　二、微束分析能力驗證（zhèng）樣（yàng）品的主要來源

　　1.商用標準樣品

　　將購（gòu）買（mǎi）的標準樣品經過（guò）簡單處理——分割、包鑲、研磨、拋光（guāng）、噴碳等，直接作為（wéi）能力驗證活動的樣品使用。因其簡便、快捷（jié），且樣品質量有保障，目前使（shǐ）用較多。

　　2.自行研製樣品

　　盡管商用標樣優點很（hěn）多，但是其涉及的成分組成有（yǒu）限，且多為純（chún）金屬或貴金屬合金，與各實驗室實際的（de）測試對象有很大區別。所以，很多參加活動的實驗室（shì）要求研製一些（xiē）與其實際測試對（duì）象相近的樣品作為能力（lì）驗證樣（yàng）品。    

　　三、微束分析能力驗（yàn）證可（kě）選樣品種類

　　由（yóu）於（yú）微束分析（xī）能力驗證樣品的製備要求高，不能出現成（chéng）分上的偏析（xī），而且要性能穩定，因此製備難度（dù）大。目（mù）前可選的主要有以下幾種:

　　1.特定合金樣（yàng）品

　　選擇可以無限互熔且冶煉過程中沒有析出相的金屬（shǔ）製（zhì）成合金能力驗證樣品，以（yǐ）滿足均勻（yún）性的要求。優點是製備過程簡單、效果好，但由於滿足這些條（tiáo）件的金屬組合非常少（shǎo），且多為貴金屬，與普通材料（liào）研究特別是（shì）鋼鐵材料差異較（jiào）大，商用標樣多為此類，獲得容易，但有一（yī）定的局限性。

　　2.純金屬樣品（pǐn）
    純金屬作為微束分析標準樣品的一種重要形式，具有均勻性好的特點（diǎn），但（dàn）是其成分單一（yī），若選作能力驗證樣品則失去了比對的意義，所以一般不使用。

　　3.天（tiān）然礦物樣品

　　采用天然礦物作為（wéi）能（néng）力驗證樣品，優點是具有一定的硬度，加工性能好，穩定不易氧（yǎng）化（huà）、磨損，便於保存、運輸。缺點是這類（lèi）材料天然（rán）形（xíng）成，均勻性相對較差；一般（bān）一（yī）次能力驗證活動參（cān）與實驗室至少要求15家，若使用天然材質，即使同一批樣品（pǐn）也很難保證成分一致性，所（suǒ）以這類樣品雖（suī）然在活動中使用過，但（dàn）是樣品發放之前的核驗、分（fèn）揀工作量很（hěn）大（dà）。

　　4.非晶體樣（yàng）品

　　采（cǎi）用非晶體材料作為能力驗證樣品，具有均勻性好、不易氧化、耐磨性好、便於保存等特點，現在已有部分具有綜合專業能力的機構或多家單位共（gòng）同協作研製這類樣品。寶鋼研（yán）究院分析測試研究中（zhōng）心（xīn）作為能力驗證提供（gòng）者在其2001年、2003年實施（shī）的“CNACL-T015金屬、矽酸鹽的微束分析（xī）”和（hé）“CNACL-T041金屬、矽（guī）酸鹽的微束分析”能力驗證活動中曾嚐試使用玻璃作為樣品，各參加實驗（yàn）室（shì）反映（yìng）很好。

　　5.單晶樣品

　　隨著單晶技術的不斷發展，單晶成（chéng）分均一的特性逐漸被微束分析工作者關注，很多研究（jiū）者希望能夠通過製備單晶的方法製作出成分（fèn）組成與待測樣品相似的（de）標準樣品。待測樣品一般組成較複雜，用普通（tōng）的方法製備（bèi）這類標準樣品很可能遇到第二相析出引起的成（chéng）分不（bú）均，而單晶可以從根本上（shàng）解決這一問題，拓寬了標準樣品的選材範圍（wéi），這也是單晶（jīng）標準樣品最重要的優點（diǎn）；此途（tú）徑（jìng）同樣（yàng）是製作能力驗證（zhèng）用樣品的好選擇，因其更符合實驗室實際，目前（qián）已逐漸受到關注。    

　　四、微束分析能（néng）力驗證樣品的形製

　　應用於微束分析的樣品往往需要一種規則的形製(形狀、構造、製式)，特別是工作表麵和樣品（pǐn）的下表麵要有很好的平行（háng）度，以便裝夾時樣品的工作表麵（miàn）處於電子顯微設備的工（gōng）作位置。

　　1.立方（fāng）體樣品

　　此種樣品（pǐn）一般應（yīng）用於體積較大、有一（yī）定的塑性、可以進行機械加工的測（cè）試物質。如大塊的金屬或（huò）合金樣品，直接利用機械方法切割成小塊，作為能力驗證活動樣品分（fèn）發給參加實驗室。

　　2.嵌（qiàn）入載體樣品

　　一些製備的測試物質初始形狀過（guò）小或者太脆不能（néng）進行機械（xiè）加工，隻（zhī）能選擇一定的（de）載體，共同組成能力驗證（zhèng）樣品。目前使用的主要有銅柱和銅管兩類載（zǎi）體。

　　一些測試物質以金屬絲的形式存在，例如美國標準局提供的Au-Ag、Au-Cu合金（jīn）標準物質，其直徑隻有（yǒu）0.5mm，不能直接作為能力驗證（zhèng）樣品發放（fàng）給（gěi）各（gè）實驗（yàn）室。通常的做法是在特製銅柱一（yī）端鑽直徑0.5mm的小孔，截取相應長度的標準物質嵌入孔中，加工銅柱表麵至鏡麵，使銅柱（zhù）和標準（zhǔn）物質共同構成一（yī）組（zǔ）標準樣品，標準物質作為該樣品的工作部分，銅柱作為樣品裝夾（jiá）的（de）載體。

　　對於脆性的（de）測試物質，將其破碎成小（xiǎo）塊，用（yòng）強力膠（jiāo）固定在特製銅管裏，並使標準物質的表麵突出於銅管的（de）一端，加工（gōng）該端表麵至鏡麵，使銅管和標準物（wù）質共同構（gòu）成一（yī）組能力驗證樣品，標準物質（zhì）作為該樣品的（de）工作部分，銅管和膠共同（tóng）作為樣（yàng）品（pǐn）裝（zhuāng）夾（jiá）的載體。    

　　五、微束分析（xī）能力驗證樣品的研製（zhì）方（fāng）向

　　隨著微束分析（xī）技術和能力驗證活動的（de）發展，對樣品的要（yào）求變得越來越高，成分組成接近實際工業材料（liào），具有良好的均勻（yún）性、穩定性的樣品（pǐn）逐漸成為（wéi）各參加實驗室的普遍需求。由於受商用標準物質的種類限（xiàn）製，為了適應微束分析能力驗證的需要（yào），目前已將下列兩種樣品的（de）製備方式作為研（yán）製能力驗證樣品的一種發展方向。

　　1.單（dān）晶鐵基合金樣品

　　鋼鐵材料（liào）在微束分析中占有重要的位置，鐵基合（hé）金材（cái）料由於成（chéng）分上接近實際（jì）材料，應用範圍很廣。鑒於鐵（tiě）合（hé）金在熔煉過程中一般都伴隨析出（chū）相的產生，局（jú）部偏聚會影響均勻性，可采用拉拔單晶的方（fāng）式解決這一問題。鐵基合金一（yī）般具有良好的機械加工性能，便於切分成實驗室可（kě）用（yòng）的能力驗證樣品，可操作性強，貼近各實驗室實際，有很好的發展前景。

　　2.純淨玻（bō）璃標準樣品

　　玻璃屬非晶體材料（liào），具有成分均勻（yún）、不（bú）易氧化、耐（nài）磨性好、便於保存等優點，且其成分組成與（yǔ）冶金夾雜物和某些礦物有一定的相似性，是一種製（zhì）作能力驗（yàn）證樣品的理想材料。工業生產的玻（bō）璃（lí）或（huò）多或少都有一些雜質以及成分上（shàng）的（de）不（bú）均勻，破碎重熔是（shì）均勻化、提純玻璃的一種（zhǒng）有效途徑（jìng），且組分可控，適合製成係列樣品，也（yě）是微束分析能力驗（yàn）證用樣品研製的（de）一個（gè）重要方向。

　　鑒於微束分析能力驗證活動用樣品的要求與微束分析標準樣品通用技術條件中規定（dìng）的標準樣品（pǐn）的要求基本一致，能力驗（yàn）證活動又為組織多家實驗室共同檢測同一樣品提供（gòng）了可（kě）靠的平台，所以，一些研製的能力驗證樣品在活動之後可以（yǐ）通過（guò）一定的程序申請成為標準樣品，使能力驗證（zhèng）活動和微束分析標準樣品的研製相輔相成、互相促進。