XRF技术

我们行业领先的X射线荧光(XRF)分析仪应用于每个主要行业。

XRF:X射线荧光光谱

X射线荧光(XRF)是一种非破坏性分析方法,用于确定各种材料中的元素浓度。
XRF的工作原理是用X射线束从X射线管中敲击样品,使特征X射线从样品中的每个元素中发出荧光。探测器测量每条X射线的能量和强度(特定能量下每秒X射线数),使用基本参数或用户生成的校准曲线等非标准技术将其转换为元素浓度。
元素的存在由该元素的特征X射线发射波长或能量来识别。通过测量该元素特征X射线发射的强度来量化该元素的存在量。
原子水平

所有原子都有固定数量的电子。这些电子排列在原子核周围的轨道。能量色散XRF(EDXRF)通常捕获前三个电子轨道(K、L和M线)中的活动。
这些电子排列在原子核周围的轨道上。能量色散XRF(EDXRF)通常捕获前三个电子轨道(K、L和M线)中的活动。
X射线管中的初级光子具有足够高的能量,可以将电子从最内层的轨道中击出,从而产生一个空位(1)。来自外轨道的电子将进入内轨道上新空的空间,以恢复原子内部的稳定性(2)。
当来自外轨道的电子进入内轨道时,它以次级X射线光子的形式释放能量。这种能量释放被称为荧光。所有元素都对自己产生荧光“特征”。每种元素的荧光都是独一无二的。
仪器级别
高能初级X射线光子从X射线管发射并击中样品。
荧光能量被转移到探测器上,在那里它被吸收并转移到电信号中,然后转入数字(数字化)。
结果可以以百分比的形式查看,也可以以频谱的形式查看。XRF每秒将处理(数字化、计数)大约20万张或更多的X射线。这些检测到的X射线形成一个光谱。光谱中的每个峰值都来自特定元素(如Cr或Ni等)发出的特征X射线。峰值的高度与元素的浓度成正比。峰值高度通过校准方法转换为该元素的百分比或ppm——基本参数或工厂或用户衍生的实证校准(见下文)。
干扰

元素分析技术会遇到干扰,必须进行纠正或补偿,才能获得足够的分析结果。在XRF光谱法中,主要干扰来自物质中的其他特定元素,这些元素可以影响(矩阵效应)对相关元素的分析。然而,这些干扰是众所周知和记录的;系统软件中的仪器进步和数学校正可以轻松快速地纠正它们。在某些情况下,样品的几何形状会影响XRF分析,但这很容易通过选择最佳取样区域、研磨或抛光样品或按压颗粒来补偿。

定量元素分析

XRF光谱法使用经验方法(使用属性与未知相似的标准进行校准曲线)或基本参数(FP)来得出定量元素分析。FP是首选,因为它允许在没有标准或校准曲线的情况下进行元素分析。这使得分析师能够立即使用该系统,而无需花费额外的时间为各种感兴趣的元素和材料设置单独的校准曲线。FP伴随着已存储的已知材料库,不仅可以快速轻松地确定未知材料的元素组成,还可以识别未知材料。

光谱仪

SciAps使用EDXRF光谱仪技术,因为它的机械简单性和对便携式现场使用的出色适应性。EDXRF系统通常有三个主要组件:

1. 激发来源

2. 光谱仪/探测器

3.和数据收集/处理单位

手持式EDXRF单元包含所有三种,外形坚固、易于使用。手持式、现场便携式EDXRF装置直接带到样品上,无论样品在哪里——在洞穴、山上、实验室、墙壁上、制造/加工厂。这些设备易于使用,分析时间快,初始购买价格更低,长期维护成本更低。


X射线管照射固体或液体样品。


样品中的原子被足够能量的X射线击中,即大于原子的K或L壳结合能,导致电子从原子的K或L壳水平中弹出。


较高外壳中的电子通过发射能量并“跳下”到较低的能级来填补K或L级空位。


当电子下降到较低的K或L壳水平时,它会以特定波长向原子结构发射光子(特征X射线)。


发射的光子(X射线)由XRF分析仪上的能量分散检测器进行测量。探测器和相关电子设备测量每条X射线的能量,并计算该能量下每秒的X射线数。X射线谱由沿水平轴的能量和沿垂直轴的强度(#/s)组成。


板载处理器使用基本参数等非标准方法或用户生成的(经验)校准曲线将X射线光谱与元素浓度联系起来。

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