X熒光光譜儀分析原理

來源：廣東天瑞儀器有限公司 2024年05月09日 17:11

X熒光光譜儀

對X熒光進(jìn)行檢測的探測器

X熒光光譜儀（XRF）由激發(fā)源（X射線管）和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線（一次X射線），激發(fā)被測樣品,，產(chǎn)生X熒光（二次X射線），探測器對X熒光進(jìn)行檢測,。

技術(shù)原理

受激發(fā)的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線,，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量,。然后,，儀器軟件將探測系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。

元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷,，同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線,，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān)，其數(shù)學(xué)關(guān)系如下：

λ=K(Z? s) ?2

式中K和S是常數(shù),。

而根據(jù)量子理論,，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個光具有的能量為：

E=hν=h C/λ

式中,，E為X射線光子的能量,，單位為keV；h為普朗克常數(shù),；ν為光波的頻率,；C為光速。

因此,只要測出熒光X射線的波長或者能量,就可以知道元素的種類,，這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ),。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系，據(jù)此,，可以進(jìn)行元素定量分析,。

主要用途

X熒光光譜儀根據(jù)各元素的特征X射線的強(qiáng)度，可以測定元素含量,。

近年來,，X熒光光譜分析在各行業(yè)應(yīng)用范圍不斷拓展，已成為一種廣泛應(yīng)用于冶金,、地質(zhì),、有色、建材,、商檢,、環(huán)保、衛(wèi)生等各個領(lǐng)域,，特別是在RoHS檢測領(lǐng)域應(yīng)用得多也較為廣泛,。

大多數(shù)分析元素均可用其進(jìn)行分析，可分析固體,、粉末,、熔珠、液體等樣品,，分析范圍為Be到U,。并且具有分析速度快、測量范圍寬,、干擾小的特點(diǎn),。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

（a）分析速度快。測定用時與測定精密度有關(guān),，但一般都很短,，10～300秒就可以測完樣品中的全部待測元素。

（b）X射線熒光光譜跟樣品的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)無關(guān)，而且跟固體,、粉末,、液體及晶質(zhì)、非晶質(zhì)等物質(zhì)的狀態(tài)也基本上沒有關(guān)系,。（氣體密封在容器內(nèi)也可分析）但是在高分辨率的精密測定中卻可看到有波長變化等現(xiàn)象,。特別是在超軟X射線范圍內(nèi),，這種效應(yīng)更為顯著,。波長變化用于化學(xué)位的測定。

（c）非破壞分析,。在測定中不會引起化學(xué)狀態(tài)的改變,，也不會出現(xiàn)試樣飛散現(xiàn)象。同一試樣可反復(fù)多次測量,，結(jié)果重現(xiàn)性好,。

（d）X射線熒光分析是一種物理分析方法，所以對在化學(xué)性質(zhì)上屬同一族的元素也能進(jìn)行分析,。

（e）分析精密度高,。含量測定已經(jīng)達(dá)到ppm級別。

（f）制樣簡單,，固體,、粉末、液體樣品等都可以進(jìn)行分析,。