什么是X射线荧光(XRF)?

X射线荧光光谱(XRF)技术是一项可用于确定各类材料成分构成的分析技术,已经成熟运用多年。其应用方向包括金属合金、矿物、石化产品等等。

X射线形成部分电磁波谱。其处于紫外线辐射的高能侧,使用千电子伏特表示能量高低,纳米表示波长。

XRF一般可用于分析从钠到铀的所有元素,其可识别浓度范围最低至百万分级,高至百分比,可用于分析固体、液体和粉状物。

X射线荧光光谱技术的原理

所有XRF仪器都拥有两个主要成分,一个是X射线源,一般采用X射线管,另一个则是探头。X射线源会发出初级X射线到样品表面,有时会通过滤光器对X射线束进行调整。在光束击打样品原子时,会产生次级X射线,这些次级X射线会被探头收集并处理。

比较稳定的原子是由原子核及绕核旋转的电子构成,电子按照能量层级或电子壳层排列,不同的能量层级可包含不同数量的电子。

在高能初级X射线与原子发生碰撞时,会打乱原子的平衡状态。

此时,电子会从较低的能量层级射出,形成电子空位,使原子失去稳定。

为了恢复稳定性,较高能量层级的电子就会填补空位。而电子在两个能量层级间移动时释放的多余能量就会以次级X射线的形式发射出来。发射出的X射线的能量会表现出元素的特征。

这也就意味着XRF能够提供有关被测样品的定性信息。

不仅如此,XRF同时也是一项定量技术。

样品原子发射出的X射线经探头收集,并由仪器处理后可形成一个光谱,显示X射线的强度峰值及能量对照。

如我们所知,通过峰值能量可以判定元素的种类。其峰值区域或强度可指示出元素在样品中的含量。

随后,分析仪就可以使用这一信息计算样品的元素构成。

从按下按钮或扳机,到输出分析结果的全部流程最快仅需2秒钟,最多不过几分钟。

为何选择XRF技术?

相比其他分析技术,XRF具有许多优势。

其速度较快。能够测量多种类型的元素及其在不同类型材料中的含量浓度。此外,其属于非破坏性技术,仅需制备少量样品甚至完全不需要制备样品,因此,其相比其他技术成本较低。

这也就是为什么全球这么多人选择使用XRF技术进行日常的材料分析工作。


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日期: 13 June 2018

作者: Christelle Petiot, Product Manager

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