X熒光光譜儀(XRF)主要由激發(fā)源X射線管產(chǎn)生入射X射線(一次X射線),激發(fā)被測樣品。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=hC/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射線的強度與相應元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進行元素定量分析。
X熒光光譜儀進行分析的樣品可以是固態(tài),也可以是水溶液,但是不管使用什么形態(tài)的樣品,其制備情況對分析檢測的誤差會造成較大影響。下面來看看X熒光光譜儀樣品制備時需要注意些什么?! ?、化學組成相同但是熱處理過程不同的樣品,X熒光光譜儀在分析時得到的計數(shù)率是不同的,所以在樣品制備時,要盡量選擇化學組成以及熱處理過程均一致的樣品?! ?、為了避免X熒光光譜儀對金屬樣品成分偏析產(chǎn)生誤差,在制備金屬樣品時需要注意:如果是成分不均勻的金屬樣品需要重熔,快速冷卻后車成圓片;如果樣品的表面凹凸不平還要將樣品表面進行打磨和拋光處理?! ?、如果X熒光光譜儀需要檢測分析的是粉末樣品,那么要注意將其研磨至三百到四百目,然后再壓成圓片狀,或者將粉末樣品放到槽中進行測定也可以?! ?、如果是固體樣品,并且無法得到均勻平整的表面時,那么在制備樣品的時候可以將試樣用酸進行溶解,然后再將其沉淀成鹽類物質(zhì)之后再通過X熒光光譜儀來測定。如果是液態(tài)樣品在制備時,需要注意先將其滴在濾紙上,用紅外燈蒸發(fā)掉水分后,或者密封在樣品中去測定?! ∫陨暇褪荴熒光光譜儀進行檢測分析時,在制備樣品的過程中需要注意的一些事情?! ⊥ㄟ^介紹可以看出,不同的狀態(tài)和性質(zhì)的材料,用于X熒光光譜儀檢測的樣品,其制備方式是有所不同的,但是有一點是一致的是,那就是不含油、水和揮發(fā)性成分,更不能含有腐蝕性溶劑。
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。
X熒光光譜儀的技術(shù)原理:
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射線的波長與元素的原子序數(shù)有關(guān)。
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。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射線的強度與相應元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進行元素定量分析。
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(lǐng)域,特別是在RoHS檢測領(lǐng)域應用得較多也廣泛,它已然成為這些領(lǐng)域的常用檢測設(shè)備了。