XRF技术
我们行业领先的X射线荧光(XRF)分析仪
在每个主要行业都有工作。
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,用于测定各种材料中的元素浓度。
XRF的工作原理是用x射线管的x射线束照射样品,使样品中的每个元素发出特征x射线荧光。探测器测量每种x射线的能量和强度(特定能量下每秒的x射线数量),使用非标准技术(如基本参数或用户生成的校准曲线)将其转换为元素浓度。
元素的存在是通过元素的特征X射线发射波长或能量来识别的。元素的存在量是通过测量该元素特征X射线辐射的强度来量化的。
原子水平
所有原子都有固定数量的电子。这些电子排列在围绕原子核的轨道上。能量色散XRF(EDXRF)通常捕获前三个电子轨道(K、L和M线)中的活性。
这些电子排列在围绕原子核的轨道上。能量色散XRF(EDXRF)通常捕获前三个电子轨道(K、L和M线)中的活性。
来自X射线管的初级光子具有足够高的能量,可以将电子从内层的轨道中击出,从而产生空位(1)。来自外轨道的电子将移动到内轨道上新的空白空间,以恢复原子内的稳定性(2)。
当电子从外轨道移动到内轨道时,它会以次级X射线光子的形式释放能量。这种能量释放被称为荧光。所有元素都会产生自身的荧光“特征”。每个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射线管发射并撞击样品。
高能初级X射线光子从X射线管发射并撞击样品。
结果可以以百分比或光谱的形式查看。XRF每秒将处理(数字化、计数)约200000或更多的x射线。这些检测到的x射线形成了一个光谱。光谱中的每个峰都来自特定元素(如Cr或Ni等)发射的特征x射线。峰的高度与元素的浓度成正比。峰高通过校准方法转换为该元素的百分比或ppm,无论是基本参数还是工厂或用户导出的经验校准(见下文)。
干涉
元素分析技术会遇到干扰,必须对其进行校正或补偿,以获得足够的分析结果。在XRF光谱分析中,主要干扰来自物质中的其他特定元素,这些元素会影响(基质效应)对感兴趣元素的分析。然而,这些干扰是众所周知和有据可查的;以及系统软件中的仪器进步和数学校正,可以轻松快速地对其进行校正。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较佳取样区域、研磨或抛光样品或压制颗粒来补偿。
定量元素分析
XRF光谱法使用经验方法(使用性质与未知相似的标准品的校准曲线)或基本参数(FP)来进行定量元素分析。FP是优选的,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建立单独的校准曲线。FP,伴随着已知材料的存储库,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,因为其机械简单,非常适合便携式现场使用。EDXRF系统通常有三个主要组成部分:
- 激励源
- 光谱仪/探测器
- 以及数据收集/处理单元
手持式EDXRF装置包含所有三个,采用坚固、易于使用的外形。手持式、现场便携式EDXRF装置直接被带到样品上,无论样品在哪里——在洞穴、山上、实验室、墙上、制造/加工厂。这些装置易于使用,分析时间快,初始购买价格低,长期维护成本低。
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壳层结合能,导致电子从原子的K或者L壳层能级弹出。
较高壳层中的电子通过发射能量并“跳下”到较低能级来填充K或L能级空位。
当电子降至较低的K或L壳层能级时,它会向原子结构发射特定波长的光子(特征x射线)。
发射的光子(X射线)由XRF分析仪上的能量色散探测器测量。探测器和相关电子设备测量每个X射线的能量,并计算该能量下每秒的X射线数量。X射线光谱由沿水平轴的能量和沿垂直轴的强度(#/s)组成。
机载处理器使用无标准方法,如基本参数或用户生成的(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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