【XRF】提升玻璃材料品質檢控效率：桌上型XRF的成分分析方案
玻璃材料常被視為「純淨」且「無雜質」的工業材料，但實際生產中，其成分的微小變化都可能影響透明度、耐熱性、化學穩定性與產品可靠度。因此，在光電、建材、家電、化工、環境監測等領域，使用桌上型XRF（如：EA1400）快速掌握玻璃成分組成，已成為品質管理的重要工具。本篇內容將介紹玻璃樣品使用XRF分析時的條件考量、可量測的元素／化合物範圍，以及典型的檢測應用案例。
玻璃材料為何需要XRF？
玻璃主要由二氧化矽SiO2、氧化鈉Na2O、氧化鈣CaO、氧化鋁Al2O3等成分構成，但製程中的氧化物比例只要略有不同，就可能影響其硬度、色澤、耐熱衝擊性甚至產品可靠度。此外，部分玻璃製品（如：建築玻璃、保溫玻璃、光學玻璃、電子面板玻璃）需要嚴格控制重金屬含量，以符合RoHS或其他環保法規。桌上型XRF具備非破壞、快速分析及多元素同時量測的優勢，因此成為玻璃材料分析常用的技術之一。
在XRF上的實際應用與條件考量
- 量測位置與樣品厚度：玻璃若太薄可能影響訊號強度，通常建議厚度至少約1mm以上，以確保量測穩定。
- 表面狀態影響：平滑表面有助於提升量測重現性；有色玻璃（含鐵Fe、鉻Cr、鈷Co等元素）需考慮吸收效應。
- 重金屬檢測：桌上型XRF可快速篩檢鉛Pb、鎘Cd、鎘Cr、砷As、銻Sb、鋇Ba等元素，並作為RoHS有害物質的初步檢測工具。
- 校正標準物質的重要性：使用含鉛Pb、鎘Cd、溴Br、鎘Cr等不同濃度標準的玻璃標準物質，可建立可靠的校正曲線，提升分析準確度。
產業應用案例
- 建築與汽車玻璃：分析鈉Na、鈣Ca、鋁Al等元素比例並檢測鋁Pb、鎘Cd等限制物質。
- 電子面板玻璃：分析鐵Fe、鈷Co、鎳Ni等微量元素，以避免光學異色或品質問題。
- 玻璃包材：檢測是否含有重金屬元素，確保符合食品或化工產品的安全標準。
EA1400在輕元素分析的突破
日本日立高新所推出的桌上型高階XRF EA1400在鈉Na、鎂Mg的檢測效能比起過往機種的XRF效能更加精準。
能譜表現比較：EA1400 v.s 舊型機種
從圖一中能譜展示中可清楚看見，EA1400在鈉Na與鎂Mg的波峰強度顯著高於舊款機種，這代表EA1400擁有更高的靈敏度與更低的偵測下限。
圖一：EA1400與舊型機種之波峰強度差異比較
實測數據驗證
以下為EA1400在真空狀態下，量測「玻璃標準品」（如圖二）與「其他玻璃樣品」（如圖三）的數據結果。從表一與表二所呈現的數據可知，實測值與標準值具有極高的吻合度。
圖二：玻璃標準品
| 玻璃標準品 | 玻璃標準品在EA1400量測結果（真空狀態） | |||
| 化合物／元素 | 濃度值（wt%） | 化合物／元素 | 濃度值（wt%） | 差異（wt%） |
| SiO2 | 72.08 | SiO2 | 70.45 | -1.63 |
| Na2O | 14.39 | Na2O | 14.61 | 0.22 |
| CaO | 7.11 | CaO | 6.57 | -0.54 |
| MgO | 3.69 | MgO | 4.41 | 0.72 |
| Al2O3 | 1.8 | Al2O3 | 3.05 | 1.25 |
| K2O | 0.41 | K2O | 0.38 | -0.03 |
| S1O3 | 0.28 | S1O3 | 0.33 | 0.05 |
| As2O3 | 0.056 | As2O3 | 0.07 | 0.02 |
| Fe2O3 | 0.043 | Fe2O3 | 0.05 | 0.01 |
| TiO2 | 0.018 | TiO2 | 0.01 | -0.01 |
| Cd | 0.00 | Cd | 0.00 | 0.00 |
| Pb | 0.00 | Pb | 0.00 | 0.00 |
| Hg | 0.00 | Hg | 0.00 | 0.00 |
| Br | 0.00 | Br | 0.00 | 0.00 |
| Cr | 0.00 | Cr | 0.00 | 0.00 |
表一：玻璃標準品透過XRF量測結果（真空狀態）
圖三：其他玻璃樣品
| 玻璃標準品 | 其他玻璃樣品在EA1400量測結果（真空狀態） | |||
| 化合物／元素 | 濃度值（wt%） | 化合物／元素 | 濃度值（wt%） | 差異（wt%） |
| SiO2 | 72.08 | SiO2 | 70.70 | -1.38 |
| Na2O | 14.39 | Na2O | 14.67 | 0.28 |
| CaO | 7.11 | CaO | 6.58 | -0.53 |
| MgO | 3.69 | MgO | 4.47 | 0.78 |
| Al2O3 | 1.8 | Al2O3 | 2.56 | 0.76 |
| K2O | 0.41 | K2O | 0.34 | -0.07 |
| S1O3 | 0.28 | S1O3 | 0.41 | 0.13 |
| As2O3 | 0.056 | As2O3 | 0.08 | 0.02 |
| Fe2O3 | 0.043 | Fe2O3 | 0.05 | 0.01 |
| TiO2 | 0.018 | TiO2 | 0.00 | -0.02 |
| Cd | 0.00 | Cd | 0.00 | 0.00 |
| Pb | 0.00 | Pb | 0.00 | 0.00 |
| Hg | 0.00 | Hg | 0.00 | 0.00 |
| Br | 0.00 | Br | 0.00 | 0.00 |
| Cr | 0.00 | Cr | 0.00 | 0.00 |
表二：其他玻璃樣品透過XRF量測結果（真空狀態）
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