X熒光光譜儀(XRF)由激發(fā)源(X射線管)和探測(cè)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(cè)樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)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(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)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(cè)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。
近年來,X熒光光譜分析在各行業(yè)應(yīng)用范圍不斷拓展,已成為一種廣泛應(yīng)用于冶金、地質(zhì)、有色、建材、商檢、環(huán)保、衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域,特別是在RoHS檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用得多也廣泛。大多數(shù)分析元素均可用其進(jìn)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(cè)量范圍寬、干擾小的特點(diǎn)。
X射線熒光的物理原理:當(dāng)材料暴露在短波長(zhǎng)X光檢查,或伽馬射線,其組成原子可能發(fā)生電離,如果原子是暴露于輻射與能源大于它的電離勢(shì),足以驅(qū)逐內(nèi)層軌道的電子,然而這使原子的電子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,在外軌道的電子會(huì)“回補(bǔ)”進(jìn)入低軌道,以填補(bǔ)留下來的洞。
在“回補(bǔ)”的過程會(huì)釋出多余的能源,光子能量是相等兩個(gè)軌道的能量差異的。因此,物質(zhì)放射出的輻射,這是原子的能量特性。
透射測(cè)定
光譜儀的透射率或它的效率可用輔助單色儀裝置來測(cè)定。在可見和近紫外實(shí)現(xiàn)這些測(cè)量沒有任何困難。測(cè)量通過第一個(gè)單色儀的光通量,緊接著測(cè)量通過兩個(gè)單色儀的光通量,以這種方式來確定第二個(gè)單色儀的透射率。
絕對(duì)測(cè)量需要知道單色儀的絕對(duì)透射率:對(duì)于相對(duì)測(cè)量,以各種波長(zhǎng)處的相對(duì)單位可以測(cè)量透射率。真空紫外線的這些測(cè)量有相當(dāng)大的實(shí)驗(yàn)困難,因此通常使用輔助單色儀。在各種入射角的情況下分別測(cè)量衍射光柵的效率。在許多實(shí)驗(yàn)步驟中已成功地避免了校準(zhǔn)上的困難。
優(yōu)點(diǎn):
a) 分析速度高。測(cè)定用時(shí)與測(cè)定精密度有關(guān),但一般都很短,2~5分鐘就可以測(cè)完樣品中的全部待測(cè)元素。
b) X射線熒光光譜跟樣品的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)無關(guān),而且跟固體、粉末、液體及晶質(zhì)、非晶質(zhì)等物質(zhì)的狀態(tài)也基本上沒有關(guān)系。(氣體密封在容器內(nèi)也可分析)但是在高分辨率的精密測(cè)定中卻可看到有波長(zhǎng)變化等現(xiàn)象。特別是在軟X射線范圍內(nèi),這種效應(yīng)更好。波長(zhǎng)變化用于化學(xué)位的測(cè)定 。
c) 非破壞分析。在測(cè)定中不會(huì)引起化學(xué)狀態(tài)的改變,也不會(huì)出現(xiàn)試樣飛散現(xiàn)象。同一試樣可反復(fù)多次測(cè)量,結(jié)果重現(xiàn)性好。
d) X射線熒光分析是一種物理分析方法,所以對(duì)在化學(xué)性質(zhì)上屬同一族的元素也能進(jìn)行分析。
e) 分析精密度高。
f) 制樣簡(jiǎn)單,固體、粉末、液體樣品等都可以進(jìn)行分析。