一、x射線熒光光譜儀的原理
X射線熒光光譜儀(XRF)由激發(fā)源(X射線管)和探測系統(tǒng)構成。X射線管產生發(fā)射X射線(一次X射線),激發(fā)被測樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素都會放射出二次X射線,并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數量。然后,儀器軟件將探測系統(tǒng)所收集到的信息轉換成樣品中各種元素的種類及含量。元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內層電子的躍遷,同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線,根據莫斯萊定律,熒光X射線的波長λ與元素的原子序數Z有關,其數學關系如下:λ=K(Z s)2(K和S是常數)。根據量子理論,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(E為X射線光子的能量,單位為keV;h為普朗克常數;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,據此,可以進行元素定量分析。
二、X熒光光譜儀的優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1、分析速度快。測定用時與測定精密度有關,但一般都很短,10~300秒就可以測完樣品中的全部待測元素。
2、X射線熒光光譜跟樣品的化學結合狀態(tài)無關,而且跟固體、粉末、液體及晶質、非晶質等物質的狀態(tài)也基本上沒有關系。(氣體密封在容器內也可分析)但是在高分辨率的精密測定中卻可看到有波長變化等現象。特別是在超軟X射線范圍內,這種效應更為顯著。波長變化用于化學位的測定。
3、非破壞分析。在測定中不會引起化學狀態(tài)的改變,也不會出現試樣飛散現象。同一試樣可反復多次測量,結果重現性好。
4、X射線熒光分析是一種物理分析方法,所以對在化學性質上屬同一族的元素也能進行分析。
5、分析精密度高。含量測定已經達到ppm級別。
6、制樣簡單,固體、粉末、液體樣品等都可以進行分析。
缺點:
1、定量分析需要標樣。
2、對輕元素的靈敏度要低一些。
3、容易受元素相互干擾和疊加峰影響。