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什么是x射線熒光(XRF)
作者:華儀宏盛
2018年03月13日
X射線熒光光譜(XRF)技術是一項可用于確定各類材料成分構成的分析技術,已經成熟運用多年。其應用方向包括金屬合金、礦物、石化產品等等。 X射線形成部分電磁波譜。其處于紫外線

                                  X射線熒光光譜(XRF)技術是一項可用于確定各類材料成分構成的分析技術,已經成熟運用多年。其應用方向包括金屬合金、礦物、石化產品等等。

 

     X射線形成部分電磁波譜。其處于紫外線輻射的高能側,使用千電子伏特表示能量高低,納米表示波長。

                                  XRF一般可用于分析從鈉到鈾的所有元素,其可識別濃度范圍最低至百萬分級,高至百分比,可用于分析固體、液體和粉狀物。

X射線熒光光譜技術的原理


                                   所有XRF儀器都擁有兩個主要成分,一個是X射線源,一般采用X射線管,另一個則是探頭。X射線源會發出初級X射線到樣品                                     表面,有時會通過濾光器對X射線束進行調整。在光束擊打樣品原子時,會產生次級X射線,這些次級X射線會被探頭收集并處理。

                                較穩定的原子是由原子核及繞核旋轉的電子構成,電子按照能量層級或電子殼層排列,不同的能量層級可包含不同數量的電子。

 

在高能初級X射線與原子發生碰撞時,會打亂原子的平衡狀態。

 

此時,電子會從較低的能量層級射出,形成電子空位,使原子失去穩定。

 

為了恢復穩定性,較高能量層級的電子就會填補空位。而電子在兩個能量層級間移動時釋放的多余能量就會以次級X射線的形式發射出來。發射出的X射線的能量會表現出元素的特征。

 

這也就意味著XRF能夠提供有關被測樣品的定性信息。

不僅如此,XRF同時也是一項定量技術。

 

樣品原子發射出的X射線經探頭收集,并由儀器處理后可形成一個光譜,顯示X射線的強度峰值及能量對照。

 

如我們所知,通過峰值能量可以判定元素的種類。其峰值區域或強度可指示出元素在樣品中的含量。

 

隨后,分析儀就可以使用這一信息計算樣品的元素構成。

 

從按下按鈕或扳機,到輸出分析結果的全部流程最快僅需2秒鐘,最多不過幾分鐘。

 

為何選擇XRF技術?

 

相比其他分析技術,XRF具有許多優勢。

 

其速度較快。能夠測量多種類型的元素及其在不同類型材料中的含量濃度。此外,其屬于非破壞性技術,僅需制備少量樣品甚至完全不需要制備樣品,因此,其相比其他技術成本較低。

 

這也就是為什么全球這么多人選擇使用XRF技術進行日常的材料分析工作。

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