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，其數(shù)學關系如下：

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,。此外,熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關系，據(jù)此,，可以進行元素定量分析,。

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)應用范圍不斷拓展,，已成為一種廣泛應用于冶金、地質(zhì),、有色,、建材、商檢,、環(huán)保,、衛(wèi)生等各個領域，特別是在RoHS檢測領域應用得多也較為廣泛,。

大多數(shù)分析元素均可用其進行分析，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,。

優(yōu)缺點

優(yōu)點

（a）分析速度快。測定用時與測定精密度有關,，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結(jié)合狀態(tài)無關,，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),，這種效應更為顯著,。波長變化用于化學位的測定。

（c）非破壞分析,。在測定中不會引起化學狀態(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,，所以對在化學性質(zhì)上屬同一族的元素也能進行分析。

（e）分析精密度高,。含量測定已經(jīng)達到ppm級別,。

（f）制樣簡單，固體,、粉末,、液體樣品等都可以進行分析。