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熒光光譜儀技術(shù)原理與優(yōu)缺點(diǎn)分析

時(shí)間:2020-11-09   訪問量:2760

  X射線熒光光譜儀(XRF)由激發(fā)源(X射線管)和檢測系統(tǒng)組成。x光管產(chǎn)生入射x光(初級(jí)x光),激發(fā)被測樣品,產(chǎn)生x光熒光(次級(jí)x光),探測器探測x光熒光。

一、熒光光譜儀技術(shù)原理:

熒光光譜儀.jpg

  受激樣品中的每個(gè)元素都會(huì)發(fā)出二次X射線,不同元素發(fā)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)測量這些次級(jí)x射線的能量和數(shù)量。然后,儀器軟件將檢測系統(tǒng)采集的信息轉(zhuǎn)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(fā),引起內(nèi)層電子躍遷,發(fā)出一定特殊波長的X射線。根據(jù)莫斯勒定律,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,其中k和s為常數(shù)。根據(jù)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(shù);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(chǔ)。另外,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,可以進(jìn)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(jù)各元素的特征X射線強(qiáng)度來測量元素含量。近年來,X射線熒光光譜法在各行業(yè)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,已成為冶金、地質(zhì)、有色金屬、建材、商檢、環(huán)保、衛(wèi)生等領(lǐng)域廣泛使用的方法,尤其是在RoHS檢測領(lǐng)域。大多數(shù)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(diǎn)。

三、熒光光譜儀優(yōu)缺點(diǎn)分析:

  優(yōu)點(diǎn):

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

  b)X射線熒光光譜與樣品的化學(xué)鍵合狀態(tài)無關(guān),基本上與固體、粉末、液體、結(jié)晶和無定形物質(zhì)的狀態(tài)無關(guān)。(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(nèi),這種效應(yīng)更為******。波長變化用于確定化學(xué)勢。

熒光光譜儀2.jpg

  c)無損分析。在測定中,不會(huì)引起化學(xué)狀態(tài)的變化,也不會(huì)引起樣品飛走。同一樣品可重復(fù)測量,重現(xiàn)性好。

  D) X射線熒光分析是一種物理分析方法,所以化學(xué)性質(zhì)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(dá)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(diǎn):

  a)定量分析需要標(biāo)準(zhǔn)樣品。

  b)對(duì)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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