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X熒光光譜儀分析原理

時間：2024/5/9閱讀：828

X熒光光譜儀

對X熒光進行檢測的探測器

X熒光光譜儀（XRF）由激發源（X射線管）和探測系統構成。X射線管產生入射X射線（一次X射線），激發被測樣品，產生X熒光（二次X射線），探測器對X熒光進行檢測。

技術原理

受激發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。探測系統測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量。然后，儀器軟件將探測系統所收集到的信息轉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而引起內層電子的躍遷，同時發射出具有一定特殊性波長的X射線，根據莫斯萊定律，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

式中K和S是常數。

而根據量子理論，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=h C/λ

式中，E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數；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。此外,熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關系，據此，可以進行元素定量分析。

主要用途

X熒光光譜儀根據各元素的特征X射線的強度，可以測定元素含量。

近年來，X熒光光譜分析在各行業應用范圍不斷拓展，已成為一種廣泛應用于冶金、地質、有色、建材、商檢、環保、衛生等各個領域，特別是在RoHS檢測領域應用得多也較為廣泛。

大多數分析元素均可用其進行分析，可分析固體、粉末、熔珠、液體等樣品，分析范圍為Be到U。并且具有分析速度快、測量范圍寬、干擾小的特點。

優缺點

優點

（a）分析速度快。測定用時與測定精密度有關，但一般都很短，10～300秒就可以測完樣品中的全部待測元素。

（b）X射線熒光光譜跟樣品的化學結合狀態無關，而且跟固體、粉末、液體及晶質、非晶質等物質的狀態也基本上沒有關系。（氣體密封在容器內也可分析）但是在高分辨率的精密測定中卻可看到有波長變化等現象。特別是在超軟X射線范圍內，這種效應更為顯著。波長變化用于化學位的測定。

（c）非破壞分析。在測定中不會引起化學狀態的改變，也不會出現試樣飛散現象。同一試樣可反復多次測量，結果重現性好。

（d）X射線熒光分析是一種物理分析方法，所以對在化學性質上屬同一族的元素也能進行分析。

（e）分析精密度高。含量測定已經達到ppm級別。

（f）制樣簡單，固體、粉末、液體樣品等都可以進行分析。

缺點

（a）定量分析需要標樣。

（b）對輕元素的靈敏度要低一些。

（c）容易受元素相互干擾和疊加峰影響。

X熒光光譜儀分析原理

主要用途

優缺點

優點

缺點

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