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熒光光譜儀技術原理與優缺點分析

時間:2020-11-09   訪問量:183

  X射線熒光光譜儀(XRF)由激發源(X射線管)和檢測系統組成。x光管產生入射x光(初級x光),激發被測樣品,產生x光熒光(次級x光),探測器探測x光熒光。

一、熒光光譜儀技術原理:

熒光光譜儀.jpg

  受激樣品中的每個元素都會發出二次X射線,不同元素發出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統測量這些次級x射線的能量和數量。然后,儀器軟件將檢測系統采集的信息轉換成樣品中各種元素的類型和含量。元素的原子被高能輻射激發,引起內層電子躍遷,發出一定特殊波長的X射線。根據莫斯勒定律,熒光X射線的波長λ與元素的原子序數Z有關,其數學關系如下:λ= k(Z ^ s)2,其中k和s為常數。根據量子理論,X射線可以看作是由量子或光子組成的粒子流,每束光的能量為:E=hν=h C/λ,其中E為X射線光子的能量,單位為keVh為普朗克常數;ν是光波的頻率;c是光速。因此,只要測量熒光X射線的波長或能量,就可以知道元素的種類,這是熒光X射線定性分析的基礎。另外,熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關系,可以進行元素的定量分析。

二、熒光光譜儀主要用途:

  X射線熒光光譜儀可以根據各元素的特征X射線強度來測量元素含量。近年來,X射線熒光光譜法在各行業的應用范圍不斷擴大,已成為冶金、地質、有色金屬、建材、商檢、環保、衛生等領域廣泛使用的方法,尤其是在RoHS檢測領域。大多數分析元素可用于分析,包括固體、粉末、熔珠、液體等樣品,分析范圍從Be到u,具有分析速度快、測量范圍寬、干擾小的特點。

三、熒光光譜儀優缺點分析:

  優點:

  a)分析速度快。測量時間與測量精度有關,但一般很短,樣品中所有待測元素都可以在10 ~ 300秒內測量出來。

  b)X射線熒光光譜與樣品的化學鍵合狀態無關,基本上與固體、粉末、液體、結晶和無定形物質的狀態無關。(氣體密封在容器中也可以分析),但是在高分辨率精密測量中可以看到波長的變化。尤其是在超軟X射線范圍內,這種效應更為******。波長變化用于確定化學勢。

熒光光譜儀2.jpg

  c)無損分析。在測定中,不會引起化學狀態的變化,也不會引起樣品飛走。同一樣品可重復測量,重現性好。

  D) X射線熒光分析是一種物理分析方法,所以化學性質上屬于同一科的元素也可以分析。e)分析精度高。含量測定已達到ppm水平。f)樣品制備簡單,固體、粉末、液體樣品均可分析。

  缺點:

  a)定量分析需要標準樣品。

  b)對光元素的敏感度較低。

  c)易受元素相互干擾和重疊峰的影響。

  分類編輯X射線熒光光譜儀有兩種基本類型:波長色散型(WD-XRF)和能量色散型(ED-XRF)。波長色散型基于X熒光的波粒二象性的波長特性,能量色散型基于能量特性。


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