Máy phân tích ROHSXRF dựa trên công nghệ quang phổ huỳnh quang tia X (XRF), cho phép phát hiện không phá hủy, nhanh chóng bằng cách kích thích huỳnh quang tia X đặc trưng của các yếu tố trong mẫu, với các nguyên tắc cốt lõi và công nghệ chính như sau:

I. Cơ chế kích thích và phát xạ huỳnh quang

Kích thích X-quang chính

Các ống tia X tích hợp trong thiết bị, chẳng hạn như mục tiêu Rh, tạo ra tia X sơ cấp năng lượng cao tương tác với các electron bên trong nguyên tử sau khi xuyên qua bề mặt mẫu. Khi năng lượng tia X vượt quá năng lượng liên kết electron, các electron bên trong, chẳng hạn như lớp K, được đánh ra để tạo thành lỗ và các nguyên tử đi vào trạng thái kích thích.

Tính năng Phát xạ huỳnh quang

Các nguyên tử trạng thái kích thích không ổn định và các electron bên ngoài, chẳng hạn như lớp L, nhảy vọt để lấp đầy các lỗ hổng, giải phóng sự khác biệt về năng lượng để tạo thành huỳnh quang tia X đặc trưng. Ví dụ, chì (Pb) có năng lượng huỳnh quang Kα là 74,97keV và cadmium (Cd) là 23,17keV và năng lượng huỳnh quang của các nguyên tố khác nhau có tính dục, tạo thành "dấu vân tay nguyên tố".

II. Phát hiện và phân tích tín hiệu huỳnh quang

Loại phân tán năng lượng (EDXRF)

Năng lượng huỳnh quang được đo trực tiếp bằng máy dò trôi silicon (SDD), chuyển đổi tín hiệu thành biểu đồ phổ năng lượng thông qua bộ phân tích đa kênh (MCA). Trục ngang là năng lượng (keV), trục dọc là tỷ lệ đếm, vị trí đỉnh tương ứng với loại nguyên tố, diện tích đỉnh và nội dung tương quan tích cực.

Phát hiện loại phân tán bước sóng (WDXRF)

Ánh sáng huỳnh quang được tách ra theo bước sóng bằng bộ tách tinh thể và máy dò thu được quang phổ bằng cách quét từng điểm. WDXRF có độ phân giải cao hơn, nhưng yêu cầu các bộ phận chuyển động cơ học và tốc độ phân tích chậm hơn.

III. Kỹ thuật phân tích định lượng

Phương pháp tham số cơ bản (FPM)

Tính toán cường độ huỳnh quang dựa trên mô hình lý thuyết, kết hợp với hiệu ứng ma trận mẫu như hiệu ứng hấp thụ-tăng cường, phù hợp với các mẫu ma trận phức tạp.

Phương pháp Experience Factor

Sử dụng mẫu tiêu chuẩn để thiết lập đường cong hiệu chuẩn, xác định hàm lượng nguyên tố thông qua phân tích hồi quy. Ví dụ, khi phát hiện hàm lượng chì trong bảng mạch, bạn cần chọn mẫu phù hợp với ma trận mẫu, chẳng hạn như epoxy.

Kỹ thuật phân tích mẫu không tiêu chuẩn

Các nhà sản xuất dụng cụ lưu trữ trước dữ liệu mẫu tiêu chuẩn và người dùng điều chỉnh trôi dụng cụ bằng cách tham khảo mẫu để thực hiện sàng lọc nhanh. Nhưng phương pháp này có độ chính xác hạn chế đối với các nguyên tố nhẹ như clo, brom.

IV. Lợi thế kỹ thuật và kịch bản ứng dụng

Lợi thế cốt lõi

Kiểm tra không phá hủy: Không cần phá hủy mẫu, thích hợp để sàng lọc thành phẩm.

Phân tích nhanh: Một phát hiện duy nhất chỉ mất vài giây đến vài phút.

Đồng bộ hóa đa nguyên tố: Các yếu tố như chì, thủy ngân, cadmium, crom hóa trị sáu, biphenyl polybromide và các yếu tố khác có thể được phát hiện đồng thời theo chỉ thị RoHS.

Ứng dụng tiêu biểu

Sản xuất điện tử: Phát hiện các chất độc hại trong bảng mạch, đầu nối.

Ngành công nghiệp đồ chơi: sàng lọc kim loại nặng (ví dụ antimon, asen) trong đồ chơi trẻ em.

Giám sát môi trường: Phân tích ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước.

V. Hạn chế và hướng cải tiến

Giới hạn phát hiện và nhiễu ma trận

Các nguyên tố nhẹ (như clo, brom) có giới hạn phát hiện cao hơn và cần sử dụng chế độ chân không hoặc thổi khí heli để giảm sự hấp thụ không khí. Các mẫu ma trận phức tạp cần được cải thiện độ chính xác kết hợp với tẩy laser (LA-ICP-MS).

Thử thách kiểm tra Chromium sáu giá trị

XRF không thể phân biệt trạng thái hóa trị của crom và cần phân tích bổ sung bằng kỹ thuật chuẩn độ hóa học hoặc cấu trúc gần hấp thụ tia X (XANES).

Máy phân tích ROHSXRF cung cấp các phương tiện kỹ thuật hiệu quả và đáng tin cậy để kiểm tra tuân thủ môi trường bằng cách kích thích chính xác và phát hiện huỳnh quang đặc trưng của các yếu tố, và là một công cụ quan trọng để chuyển đổi xanh trong ngành công nghiệp điện tử.