什么是xrf測試?xrf測試的基本原理是什么?
日期：2022-04-15 17:04:17 瀏覽量：2240 標簽: XRF測試
XRF指的是X射線熒光光譜儀，可以快速同時對多元素進行測定的儀器。在X射線激發(fā)下，被測元素原子的內(nèi)層電子發(fā)生能級躍遷而發(fā)出次級X射線（X-熒光）。從不同的角度來觀察描述X射線，可將XRF分為能量散射型X射線熒光光譜儀，縮寫為EDXRF或EDX和波長散射型X射線熒光光譜儀，可縮寫為WDXRF或WDX，但市面上用的較多的為EDX。WDX用晶體分光而后由探測器接收經(jīng)過衍射的特征X射線信號。如分光晶體和探測器做同步運動，不斷地改變衍射角，便可獲得樣品內(nèi)各種元素所產(chǎn)生的特征X射線的波長及各個波長X射線的強度，并以此進行定性和定量分析。EDX用X射線管產(chǎn)生原級X射線照射到樣品上，所產(chǎn)生的特征X射線進入Si（Li）探測器，便可進行定性和定量分析。EDX體積小，價格相對較低，檢測速度比較快，但分辨率沒有WDX好。
XRF用的是物理原理來檢測物質(zhì)的元素，可進行定性和定量分析。即通過X射線穿透原子內(nèi)部電子，由外層電子補給產(chǎn)生特征X射線，根據(jù)元素特征X射線的強度，即可獲得各元素的含量信息。這就是X射線熒光分析的基本原理。它只能測元素而不能測化合物。但由于XRF是表面化學分析，故測得的樣品必須滿足很多條件才準，比如表面光滑，成分均勻。如果成分不均勻，只能說明在XRF測量的那個微區(qū)的成分如此，其他的不能表示。
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XRF的優(yōu)點：
分析速度高。測定用時與測定精密度有關，但一般都很短，2-5分鐘就可以測完樣品中的全部元素。
非破壞性。在測定中不會引起化學狀態(tài)的改變，也不會出現(xiàn)試樣飛散現(xiàn)象。同一試樣可反復多次測量，結(jié)果重現(xiàn)性好。
分析精密度高。制樣簡單，固體、粉末、液體樣品等都可以進行分析。
測試元素范圍大，WDX可在ppm-100%濃度下檢測B5-U92，而EDX可在1ppm-100ppm下檢測大多數(shù)元素，Na11-U92。此外還可以檢測Cu合金中的Be含量。
可定量分析材料元素組成，分辨率高，探針尺寸為500μm (WDX), 75μm (EDX)。
X射線熒光的物理原理：
X射線是電磁波譜中的某特定波長范圍內(nèi)的電磁波，其特性通常用能量（單位：千電子伏特，keV）和波長（單位：nm）描述。
X射線熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成。其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運行，內(nèi)層電子（如K層）在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，釋放出來，電子的逐放會導致該電子殼層出現(xiàn)相應當電子空位。這時處于高能量電子殼層的電子（如：L層）會躍遷到該低能量電子殼層來填補相應當電子空位。由于不同電子殼層之間存在著能量差距，這些能量上的差以二次X射線的形式釋放出來，不同的元素所釋放出來的二次X射線具有特定的能量特性。這一個過程就是我們所說的X射線熒光（XRF）。
X射線的波長
元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷，同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關，其數(shù)學關系如下：
λ=K(Z? s) ?2
式中K和S是常數(shù)。
X射線的能量
而根據(jù)量子理論，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個光具有的能量為：
E=hν=h C/λ
式中，E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數(shù)；ν為光波的頻率；C為光速。
因此,只要測出熒光X射線的波長或者能量,就可以知道元素的種類，這就是熒光X射線定性分析的基礎。此外,熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關系，據(jù)此，可以進行元素定量分析。
X射線熒光應用及分析：
a) X射線用于元素分析，是一種新的分析技術，但在經(jīng)過二十多年的探索以后，現(xiàn)在已完全成熟，已成為一種廣泛應用于冶金、地質(zhì)、有色、建材、商檢、環(huán)保、衛(wèi)生等各個領域。
b) 每個元素的特征X射線的強度除與激發(fā)源的能量和強度有關外，還與這種元素在樣品中的含量。
c) 根據(jù)各元素的特征X射線的強度，也可以獲得各元素的含量信息。這就是X射線熒光分析的基本原理。
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