Máy quang phổ huỳnh quang X (XRF) bao gồm một nguồn kích thích (ống tia X) và một hệ thống phát hiện. Ống tia X tạo ra tia X tới (tia X sơ cấp) kích thích mẫu thử nghiệm, tạo ra tia X huỳnh quang (tia X thứ cấp) mà máy dò thực hiệnKiểm tra。
Nguyên tắc kỹ thuật
Mỗi nguyên tố trong mẫu bị kích thích phát ra tia X thứ cấp và tia X thứ cấp được phát ra bởi các nguyên tố khác nhau có đặc tính năng lượng hoặc bước sóng cụ thể. Hệ thống phát hiện đo năng lượng và số lượng các tia X thứ cấp phát ra. Sau đó, phần mềm thiết bị chuyển đổi thông tin thu thập được từ hệ thống phát hiện thành các loại và nội dung của các yếu tố khác nhau trong mẫu.
Các nguyên tử của một nguyên tố bị kích thích bởi bức xạ năng lượng cao gây ra sự chuyển đổi của các electron bên trong, đồng thời phát ra các tia X có bước sóng đặc biệt nhất định, theoLuật MosleyBước sóng λ của tia X huỳnh quang có liên quan đến số nguyên tử Z của nguyên tố và mối quan hệ toán học của nó như sau:
λ = K(Z− s) −2
Trong đó K và S là các hằng số.
Theo lý thuyết lượng tử, tia X có thể được coi là một dòng hạt bao gồm một lượng tử hoặc photon, mỗi ánh sáng có năng lượng:
e=h C/λ
Trong công thức, E là năng lượng của photon tia X, được đo bằng keV; h là hằng số Planck; ν là tần số của sóng ánh sáng; C là tốc độ ánh sáng.
Do đó, chỉ cần đo bước sóng hoặc năng lượng của tia X huỳnh quang, bạn có thể biết loại nguyên tố, đây là cơ sở để phân tích định tính tia X huỳnh quang. Ngoài ra, cường độ của tia X huỳnh quang có mối quan hệ nhất định với nội dung của các nguyên tố tương ứng, theo đó phân tích định lượng nguyên tố có thể được thực hiện.
Sử dụng chính
Máy quang phổ huỳnh quang X có thể xác định hàm lượng nguyên tố dựa trên cường độ tia X đặc trưng của từng nguyên tố.
Trong những năm gần đây, phân tích quang phổ huỳnh quang X đã mở rộng phạm vi ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau và đã trở thành một ứng dụng rộng rãi trong luyện kim, địa chất, màu sắc, vật liệu xây dựng, kiểm tra thương mại, bảo vệ môi trường, vệ sinh và các lĩnh vực khác, đặc biệt là trong lĩnh vực kiểm tra RoHS được sử dụng rộng rãi hơn và rộng rãi hơn.
Hầu hết các yếu tố phân tích có sẵn để phân tích, có thể phân tích các mẫu rắn, bột, hạt tan chảy, chất lỏng, v.v., phạm vi phân tích từ Be đến U. Và có các đặc tính của tốc độ phân tích nhanh, phạm vi đo rộng và nhiễu nhỏ.
Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm
(a) Phân tích nhanh. Thời gian thử nghiệm có liên quan đến độ chính xác của phép đo, nhưng nói chung là rất ngắn, 10-300 giây có thể đo tất cả các yếu tố cần kiểm tra trong mẫu.
(b) Phổ huỳnh quang tia X không liên quan đến trạng thái liên kết hóa học của mẫu và về cơ bản không liên quan đến trạng thái của chất rắn, bột, chất lỏng và các chất tinh thể, phi tinh thể. (Con dấu khí cũng có thể được phân tích trong bình chứa) Tuy nhiên, sự thay đổi bước sóng có thể được nhìn thấy trong các phép đo chính xác có độ phân giải cao. Đặc biệt là trong phạm vi tia X siêu mềm, hiệu ứng này thậm chí còn đáng chú ý hơn. Sự thay đổi bước sóng được sử dụng để xác định vị trí hóa học.
c) Phân tích không phá hủy. Nó không gây ra sự thay đổi trạng thái hóa học trong quá trình xác định, cũng không có hiện tượng phân tán mẫu vật. Cùng một mẫu thử có thể được đo nhiều lần và kết quả là khả năng tái tạo tốt.
(D)Phân tích huỳnh quang tia XNó là một phương pháp phân tích vật lý, vì vậy nó cũng có thể được phân tích cho các nguyên tố cùng họ về tính chất hóa học.
(e) Độ chính xác phân tích cao. Hàm lượng đã đạt đến mức ppm.
(f) Làm mẫu đơn giản, mẫu rắn, bột, chất lỏng, v.v. có thể được phân tích.
(a) Các mẫu được yêu cầu cho phân tích định lượng.
(b) Độ nhạy thấp hơn đối với các yếu tố nhẹ.
(c) Dễ bị các phần tử can thiệp lẫn nhau và ảnh hưởng của đỉnh chồng lên nhau.
phân loại
Máy quang phổ huỳnh quang X có hai loại cơ bản: loại phân tán bước sóng (WD-XRF) và loại phân tán năng lượng (ED-XRF).
với X-huỳnh quanglưỡng tính sóng-hạtNguyên lý của bước sóng trung bình được gọi là loại phân tán bước sóng và nguyên lý của đặc tính năng lượng được gọi là loại phân tán năng lượng.