X射线荧光光谱（XRF）分析中，样品制备是决定分析结果准确性和重复性的关键环节。不合适的制样方法可能导致颗粒效应、矿物效应或表面不均匀，使测量误差显著增大。常用的XRF样品制备方法包括粉末压片法和熔融玻璃片法，两者各有优劣，适用于不同的样品类型和分析要求。本文从原理、操作步骤、设备选择及注意事项等方面，系统介绍XRF样品制备的核心技术，帮助检测人员建立规范化制样流程。
XRF分析是一种表面分析技术，测量结果受样品表面状态、粒度、均匀性以及基体效应的影响较大。粉末直接测试时，颗粒大小、形状和排列的随机性会导致荧光强度波动。通过样品制备将粉末转化为平整、致密、厚度均匀的片状或玻璃状样品，可有效消除物理效应，提高测量的重复性和准确性。常见的XRF制样方法包括粉末压片法、熔融玻璃片法、金属块直接抛光法、液体样品制样等。其中压片法和熔融法是最主流的两种固体样品前处理技术。
压片法是将干燥、粉碎、过筛后的粉末样品在高压下压制成表面平整的圆片，然后放入XRF光谱仪测量。该方法适用于土壤、矿石、水泥、陶瓷、催化剂等各类粉末样品。
优点：操作简单、制样速度快（单个样品1-3分钟）、成本低、样品用量少（3-5g）、适合大批量常规分析。
局限性：存在颗粒效应和矿物效应，对于轻元素（Na、Mg、Al）及粒度不均匀的样品误差较大；片剂表面易吸潮，需快速测量或密封保存。
粉碎与过筛：样品粒度应≤75μm（过200目筛），硬质样品需用振动磨或球磨机粉碎至无颗粒感。
干燥：在105℃烘箱中干燥2-4小时（吸湿性样品需密封保存，制样前再次干燥）。
加衬底或背衬：常用硼酸粉或钢环作为衬底。将硼酸均匀铺入模具底部，加入待测粉末（3-5g），再用硼酸覆盖。
压片：采用专用荧光压片机，设定压力（常见150-200MPa，对应Φ40mm模具约需19-25吨），保压20-30秒，自动脱模。
标记与保存：在片剂边缘标记样品编号，干燥器中保存，尽快上机测量。
压片机：推荐30-40吨全自动荧光压片机（如MYG-30/40、ZYP-X30T/40T），具备自动脱模、压强换算和数据记录功能。
模具：常用Φ32mm或Φ40mm硼酸环模具、钢环模具、塑料环模具。钢环模具无硼酸背景，适合轻元素分析。
辅助材料：硼酸粉（需干燥密封保存）、研磨设备（振动磨、球磨机）、筛网（200目）、烘箱、电子天平。
熔融法是将粉末样品与熔剂（通常为四硼酸锂或偏硼酸锂）按一定比例混合，在高温下熔融成均匀的玻璃片。该方法可完全消除颗粒效应和矿物效应，适用于高精度分析、轻元素检测及复杂基体样品。
优点：彻底消除颗粒效应和矿物效应，样品均匀性好，可制备标准系列用于定量分析；适合轻元素（Na、Mg、Al、Si等）及痕量元素分析。
局限性：操作复杂、制样时间较长（单个样品15-30分钟）、设备成本高（熔样机）、样品稀释后检测限升高。
样品与熔剂称量：样品需预先干燥，粉碎至<75μm。按样品:熔剂=1:5至1:10比例（常用1:8）称量，总质量约6-10g。
混合与熔样：将样品和熔剂放入铂金或陶瓷坩埚中，在自动熔样机中加热至1000-1100℃，熔融10-20分钟，期间可能加入脱模剂（碘化铵）。
浇铸与冷却：将熔融体倒入铂金模具中，冷却形成玻璃圆片。
标记与测量：玻璃片表面平整、透明，可直接放入光谱仪测量。
熔样机：高频熔样机或马弗炉。高频熔样机升温快、温度可控、自动化程度高。
坩埚与模具：铂金（95%Pt-5%Au）或陶瓷材质，耐高温、耐腐蚀。
熔剂：四硼酸锂（Li₂B₄O₇）、偏硼酸锂（LiBO₂）或混合熔剂。
脱模剂：碘化铵（NH₄I）或溴化锂，帮助玻璃片与模具分离。
| 考量因素 | 压片法 | 熔融法 |
|---|---|---|
| 分析精度 | 一般（RSD 5-10%） | 高（RSD<2%） |
| 制样时间 | 1-3分钟/样 | 15-30分钟/样 |
| 设备投入 | 较低（2-6万元） | 较高（10-30万元） |
| 适用样品类型 | 土壤、矿石、水泥、陶瓷等大基体样品 | 地质样品、标准物质、轻元素分析 |
| 轻元素分析（Na、Mg、Al） | 误差较大，需基体匹配 | 精度高 |
| 耗材成本 | 低（硼酸、钢环、塑料环） | 高（铂金器具、熔剂） |
选型建议：对于大批量常规元素筛查、生产质控等对精度要求不高的场景，压片法快速经济；对于需要准确测定轻元素、痕量元素或基体复杂的样品，熔融法是更好的选择。许多实验室同时配备两种制样方式，根据分析任务灵活切换。
压片法片剂掉粉或边缘破损：压力不足或保压时间短。增加压力10-20%，延长保压时间至30秒；检查硼酸是否受潮，更换干燥硼酸。
压片法片剂表面粗糙：样品粒度过粗或装样不均匀。样品需过200目筛；装样后轻敲振实或用刮板刮平。
熔融法玻璃片有气泡或结晶：熔融温度不够或保温时间不足。提高熔融温度至1050-1100℃，延长熔融时间至15-20分钟；增加脱模剂用量。
熔融法玻璃片粘连模具：脱模剂不足或模具表面粗糙。增加碘化铵用量（0.1-0.3g），抛光模具表面；使用优质的铂金模具。
片剂测量时荧光强度漂移：片剂吸潮或污染。测量前将片剂在干燥器中存放至少30分钟，测量时保持环境湿度<50%。
温湿度控制：压片间湿度应<50%，硼酸制样湿度<40%（配备除湿机），温度18-25℃。
通风与除尘：粉碎、过筛、装样过程应在通风橱中进行，避免粉尘吸入。熔融法需配置排风系统，排除熔样产生的废气。
安全防护：操作熔样机时佩戴隔热手套、护目镜；铂金器具轻拿轻放，防止变形或污染。
废弃物处理：废弃粉末、硼酸、熔剂等按实验室固废分类收集，不得随意丢弃。
XRF样品制备是保证分析数据准确性和重复性的关键步骤。压片法和熔融法各有优势，应根据样品类型、分析要求、设备和预算综合选择。压片法快速经济，适合常规筛查；熔融法精度高，适合复杂基体和轻元素分析。无论采用哪种方法，都应建立标准化的操作程序（SOP），严格控制样品前处理、制样参数和环境条件，并定期进行质量验证（如使用标准物质）。通过规范制样流程，可有效降低测量误差，提升XRF分析的整体可靠性。
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免责申明： 本文内容仅供参考，具体制样方法应根据样品类型和分析要求优化。建议通过标准物质验证制样工艺的可靠性。设备价格以供应商实时报价为准。
