高纯石英检测：ICP-MS才是王道！！！

助研空间 · 公众号 · 科技创业科技自媒体 · 2024-11-15 16:43

正文

高纯石英作为电子、光纤、光伏等高科技领域的关键材料，对下游产品的的性能影响巨大，因此其纯度和品质至关重要。在高纯石英的发展历程中，制约其进步的因素往往被认为是原矿资源的品质和提纯工艺的水平。然而，还有一个常被忽视却同样重要的环节——杂质元素检测方法的精确性和可靠性。

检测方法，是高纯石英质量的“照妖镜”。传统的ICP-OES（电感耦合等离子体原子发射光谱仪）虽然在元素分析方面表现出色，但对于痕量元素的检测灵敏度却存在一定的局限性。随着高纯石英对纯度要求的不断提高，ICP-OES已经难以满足现代工业的严苛标准。然而，目前国内大多数实验室仍然使用ICP-OES进行测试，而更为精确的ICP-MS（电感耦合等离子质谱）则尚未得到广泛应用。

ICP-MS与ICP-OES:谁更胜一筹？

ICP-MS

Agilent 7900

检测原理

ICP-MS全称为电感耦合等离子体质谱仪，利用高温将样品离子化，通过质谱仪进行分离和检测，根据离子的质核比对元素含量进行定量分析。

精度和灵敏度

ICP-MS具备更高的灵敏度和更低的检出限，能够检测到ppb（10^-9）甚至ppt（10^-12）级别的元素含量，同时由于其采用质谱检测，干扰较少，适用于多元素、超低含量元素的检测。

运行成本

安装和维护ICP-MS的成本大约是ICP-OES的两到三倍以上。其实验方法的开发相对来说也比较困难，同时其还需要相匹配的洁净间和经验丰富的专业人员。

ICP-OES

Avio 560

检测原理

ICP-OES全称为电感耦合等离子体发射光谱仪，通过高温等离子体激发样品中的元素，使其发出特征光谱线，然后通过光谱仪检测这些光谱线的强度，从而定量分析元素的含量。

精度和灵敏度

ICP-OES灵敏度较低，检出限偏高，适合检测ppm级别及以上的元素含量。在实际测试中，ICP-OES主要用来检测含量较高的元素（含量大于0.1%）。此外，ICP-OES在进行多元素分析时可能会受到光谱干扰，导致测试结果有所偏差。

运行成本

ICP-OES的运行相对较低，维护和校准相对简单，气体和耗材更换周期长。所需场地较宽松，操作相对简单，技术要求相对较低。

小结

高纯石英以其卓越的纯度著称，绝大多数杂质元素含量均低于1ppm(百万分之一)的超低水平。即便是相对含量较高的铝(Al)、钛(Ti)、铁(Fe)等关键元素,其含量也仅在1-10ppm这一极范围内。然而,这恰恰带来了测定方面的挑战:传统的ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱)技术的检出限恰好也处于这一数量级,而我们在分析化学中深知,当待测物含量接近仪器检出限时,测定结果的准确度和精密度都会受到显著影响。这就凸显出ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)技术的独特优势 - 其超高的灵敏度和极低的检出限(通常比ICP-OES低2-3个数量级),使其成为高纯石英杂质元素超微量分析的理想选择,能够提供更为准确和可靠的测定结果。

实验流程

我们实验室以超洁净的操作环境和严格规范的操作流程为基础，确保每一次测试的高度准确性。我们的实验室配备了先进的仪器设备，并由经验丰富的专业人员进行操作，严格遵循洁净和科学的操作流程。这不仅维护了实验环境的纯净无污染，更是保证了测试结果的可靠性和精度。我们始终坚持“精益求精，点石成金”的理念，通过洁净和规范的操作，为客户提供最可信赖的检测服务。

文章来源：宏创矿产资源研究院，作者武现伟