Toz ve metalik formdaki numunelerin temel parametreler yöntemi kullanılarak edxrf spektroskopisi ile kantitatif analizi

Abstract

Bu tezde, metalik ve toz formdaki numunelerde farklı elementlerin derişimlerinin belirlenmesinde, Enerji Dağılımlı X-Işını Floresans (EDXRF) spektroskopisi tekniği kullanılarak temel parametreler (TP) yönteminin standartsız, tek standartlı ve çok standartlı kalibrasyon uygulamaları incelenmiştir. Tezde,öncelikle 500 µm Silikon Drift Diyot (SDD) dedektörlü ve Ag-anotlu 50 kVp x-ışın uyarıcı kaynaklı EDXRF sistemi kullanılmış ve Z=13 ilâ Z=82 arasındaki çalışılan elementlere ait dedekte edilebilir en düşük derişim değerleri (MDC) belirlenmiştir. 35 kVp ve 5 µA filtresiz ışınlama koşullarında, SRM 2709a San Joaquin toprak referans malzemesi ile hazırlanan peletlerde sistemin en yüksek MDC değeri Si için 1,49% ve en düşük MDC değeri Pb için 10 mg•kg-1 olarak belirlenmiştir.TP yönteminin geçerli kılınmasında, toz formdaki Eu, Gd, Ce, Ho, Mo, Se, V, Tm, Co, Ti, Sb, La, Nd, Sr, Y ve Zr oksit numunelerinin nicel analizleri yapılmıştır. Benzer şekilde, sertifikalı Hf, Co, Mn-Cu, Cd, Mo, Nb, Au, Dy metal foilleri ve SS316 çelik (Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Mo) standardı kullanılmıştır. EDXRF tekniğinin TP yöntemine dayalı sonuçlarının tekrarlanabilir olduğu ve referans değerlerle %95 güven düzeyinde iyi bir uyum sergilediği görülmüştür. TP yöntemi, analitik saflıktaki Al2O3, CaCO3 ve MnO2 toz numuneleri ile hazırlanan belirli derişimlere sahip karışımlara ve ayrıca NIST üretimi 97b Flint Clay, 98b Plastic Clay, 1646a Estuarine Sediment, 2709a San Joaquin Soil ve 8704 Buffalo River Sediment referans malzemelere standartsız, tek standartlı ve çok standartlı kalibrasyon teknikleri ile uygulanmıştır. Tez çalışmasında, dedeksiyon sınırlarının üzerindeki hem minör (mg•kg-1) hem de majör (%) elementlerin ancak uygun standardın seçilmesi durumunda yüksek bir doğrulukla belirlenebileceği, aksi durumda TP yönteminde kalibrasyon faktöründen kaynaklanacak sistematik hataların baskın olarak belirleyici olduğu tespit edilmiştir.

In this thesis, the fundamental parameters (FP) method in energy dispersive x-ray fuorescence (EDXRF) spectroscopy was investigated for determination of quantitative element concentrations in metallic and powder form samples, using single-standard, multi-standard and standardless calibrations. In this thesis, firstly, minimum detectable concentrations (MDC) were determined for the elements between Z = 13 and Z = 82 by using EDXRF system consiting of a 500 µm Silicon Drift Diode (SDD) detector and an excitation source with 50 kVp X-Ray tube with Ag-anode. The highest MDC value is 1.49% for Si and the lowest MDC is 10 mg•kg-1 for Pb in SRM 2709a San Joaquin Soil for the case of 35kVp, 5µA and unfiltered irradiation conditions.For the validation of FP method, the powder samples of Eu, Gd, Ce, Ho, Mo, Se, V, Tm, Co, Ti, Sb, La, Nd, Sr, Y and Zr oxides were analyzed quantitatively. Similarly, certified Hf, Co, Mn-Cu, Cd, Mo, Nb, Au, Dy metal foils and SS316 steel sample (Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Mo) were used. The results obtained from EDXRF FP method for the elements of interest are repeatable and they have been consistent with their certified values at a 95% confidence level. Then, the powder mixtures prepared from Al2O3, CaCO3 and MnO2 in analytical grade and also NIST 97b Flint Clay, 98b Plastic Clay, 1646a Estuarine Sediment, 2709a San Joaquin Soil and 8704 Buffalo River Sediment reference materials were analyzed quantitatively by using FP method with single-standard, multi-standard and standardless calibrations.In the thesis, it was demonstrated that high accurate and precise results can be obtained for both minor (mg•kg-1) and major (%) elements, providing that suitable standards are used, otherwise systematic errors will be dominantly result in erroneous results in FP method