X熒光分析儀的應(yīng)用及技術(shù)原理

        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射線（二次X射線），探測器檢測X射線。
?? 1. XRF在材料成分分析中的應(yīng)用
??XRF 的應(yīng)用主要取決于儀器技術(shù)和理論方法的發(fā)展。 X射線熒光分析儀器主要有三種類型：實(shí)驗(yàn)室用熒光X射線光譜儀和使用各種激發(fā)源的非色散熒光分析儀；小型便攜式 X 射線熒光分析儀；工業(yè)專用儀器，如多臺光路X射線量子儀等。這些儀器和方法已廣泛應(yīng)用于冶金、地質(zhì)、化工、機(jī)械、石油等工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)。物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、滴血、天文學(xué)等科學(xué)研究。分析范圍包括元素周期表中的大部分元素。一些超鈾元素也用這種方法測定。分析靈敏度因儀器條件、分析對象和被測元素而異。新型儀器的檢出限一般為10-5~10-6 g/g，有的可達(dá)10-7~10-9 g/g。至于常數(shù)分析，由于現(xiàn)代儀器的高穩(wěn)定性，X射線熒光分析的準(zhǔn)確度可與經(jīng)典化學(xué)分析相媲美。即使是不久前才進(jìn)行的輕元素分析也是如此。此外，由于現(xiàn)代儀器自動化程度高，該方法特別適用于工業(yè)爐前分析或過程控制分析。更的工業(yè)國家已經(jīng)在工礦企業(yè)。它在這里被廣泛使用，并已成為一種具有重要地位的常規(guī)分析方法。
??以上只是X射線熒光分析在元素分析中的部分應(yīng)用。當(dāng)然，這些應(yīng)用是非常重要的。也可以說是其20~30年快速發(fā)展的關(guān)鍵。此外，它可以有效地用于確定薄膜的厚度和成分，如冶金行業(yè)的涂層或金屬薄片的厚度，涂層過程中的涂層厚度，以及其他工業(yè)部門的金屬腐蝕。 、光敏材料、磁帶和光量子放大器等測定薄膜的厚度和成分，也可用于動態(tài)分析，連續(xù)測定一個體系在其物理和化學(xué)變化過程中的成分。例如，由于相變引起的金屬之間的擴(kuò)散，固體從溶液中沉淀出來的速度，固體在液體中擴(kuò)散和溶解的速度，以及溶液混合的速度表面腐蝕的程度和速率等。
??二、技術(shù)原理
??被激發(fā)樣品中的每種元素都會發(fā)射二次 X 射線，不同元素所發(fā)射的二次 X 射線具有特定的能量特性或波長特性。檢測系統(tǒng)測量這些發(fā)射的二次 X 射線的能量和數(shù)量。然后，儀器軟件將檢測系統(tǒng)采集到的信息轉(zhuǎn)化為樣品中各種元素的種類和含量。
??元素的原子被高能輻射激發(fā)，引起內(nèi)部電子躍遷，同時發(fā)出具有一定特定波長的X射線。根據(jù)莫斯利定律，熒光 X 射線的波長 λ 與元素的原子序數(shù) Z 相關(guān)。數(shù)學(xué)關(guān)系如下：
?? λ=K(Z? s) -2
??其中 K 和 S 是常數(shù)。
??根據(jù)量子理論，X射線可以看作是由一種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 是 X 射線 光子的能量，單位為 keV； h 是普朗克常數(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，就可以知道元素的類型。這是熒光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)元素的含量也有一定的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行元素的定量分析。