微x射線熒光法的技術是什麼

⑴ X射線熒光光譜分析的介紹

利用初級X射線光子或其他微觀離子激發待測物質中攜伏的原子，使缺悉之產生熒光（次級X射線）而進行物質成分分析辯扮攜和化學態研究的方法。按激發、色散和探測方法的不同，分為X射線光譜法（波長色散）和X射線能譜法（能量色散）。根據色散方式不同，X射線熒光分析儀相應分為X射線熒光光譜儀（波長色散）和X射線熒光能譜儀（能量色散）。

⑵ X射線熒光光譜法分析的原理是什麼一台典型的能量型X射線熒光光譜儀具有哪些組成部分

合金分析就是採用XRF(X射線熒光光譜)
分析原理來分析合金元素成份/含量以及合金牌號,XRF分析原理是目前世界最先進的合金分析原理,相比傳統的化學分析方法來說,XRF分析可以達到即時分析,無損檢測,不需要任何耗材,並且檢測精度可以達到小數點後四位.逐漸取代傳統化學分析方法.
X射分析原理是利用X射線激發被測物體表面,使得其表面原子發生能級躍遷,利用探測器接收到X射線,然後通過能譜圖對比分析元素成份,每種原子都有其特定的能量光譜圖.x射線是1895年德國物理學家倫琴(W．C．RÖntgen)在研究陰極射線管中氣體放電現象時，用一隻嵌有兩個金屬電極(一個叫做陽極，一個叫做陰極)的密封玻璃管，在電極兩端加上幾萬伏的高壓電，用抽氣機從玻璃管內抽出空氣。為了遮住高壓放電時的光線(一種弧光)外泄，在玻璃管外面套上一層黑色紙板。他在暗室中進行這項實驗時，偶然發現距離玻璃管兩米遠的地方，一塊用鉑氰化鋇溶液浸洗過的紙板發出明亮的熒光。再進一步試驗，用紙板、木板、衣服及厚約兩千頁的書，都遮擋不住這種熒光。更令人驚奇的是，當用手去拿這塊發熒光的紙板時，競在紙板上看到了手骨的影像。
當時倫琴認定：這是一種人眼看不見、但能穿透物體的射線。因無法解釋它的原理，不明它的性質，故借用了數學中代表未知數的「X」作為代號，稱為「X」射線(或稱X射線或簡稱X線)。這就是X射線的發現與名稱的由來。此名一直延用至今。後人為紀念倫琴的這一偉大發現，又把它命名為倫琴射線。
目前國內在此技術上的應用還遠遠落後國外公司,尤其是英國牛津公司在此技術上研究最為先進,該公司手持合金分析儀X-MET5000和X-MET5100在在實際應用中得到很好證明,牛津中國服務中心,林翔先生,133-3929-2082.手持合金分析儀X-MET5000和X-MET5100目前已經被廣泛應用在各行各業,如不銹鋼檢測,金屬材料分析,輸油化工管道壓力容器材料檢測,廢舊金屬材料檢測及回收再利用,特種鋼材檢測,貴金屬檢測，礦藏探測，ROHS檢測，土壤重金屬分析，環境分析，熱電廠等行業.是鍋爐、容器、管道、製造等高溫高壓行業對生產過程進行即材料可靠性鑒別PMI安全管理的重要手段。在鋼鐵冶煉、有色金屬、航空航天、武器製造、潛艇船舶等軍、民國家重點工程行業的生產過程中對金屬材料進行識別。在石化精煉、石油精煉、精細化工、制葯、電力電站、航空航天、武器製造、潛艇船舶、三峽工程等軍、民國家重點工程行業中以及在工程安裝施工過程中對金屬材料進行識別從而確保設備驗收、材料驗收，達到工程指定要求。是廢舊金屬資源再生金屬回收再利用行業中進行金屬識別，鋼材識別的有力武器。
X-MET5000合金分析儀具備31種標准元素Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Sr, Zr, Nb, Mo,Rh, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Ta, W, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, U 。X-MET5000合金分析儀所配置的標准元素還可以增加或更換。
X-MET5100合金分析儀具備36種標准元素Mg, Al, Si, P, S,Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Sr, Zr, Nb, Mo,Rh, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Ta, W, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, U 36種。X-MET5100合金分析儀所配置的標准元素一樣可以增加或更換。
攜帶型 XRF 輕元素測試工具，專金屬材料可靠性鑒定（PMI）\廢舊金屬回收行業\環境重金屬監測（土壤和RoHS）\ 航空和汽車工業\礦石勘察、現場挖掘控制和礦山制圖 行業應用而設計。 其能分析的合金達到幾百種之多,幾乎涵蓋目前市面常用的合金牌號檢測,其能檢測的合金家族如下:
鐵合金系列：不銹鋼、鉻/鉬合金鋼、低合金鋼
鎳基合金系列：鎳合金、鎳/鈷超合金；
鈷基合金系列：
鈦基合金系列：
銅基系列：青銅、黃銅、銅鎳合金；
高溫合金：鉬鎢合金；
鋁合金

⑶ X射線熒光分析的基本介紹

X射線熒光分析又稱鉛叢X射線次級發射光譜分析。本法系利用原級X射線光子或其它微觀粒子激發待測物質中的原子，使之產生次級的特徵X射線（X光熒光）而進行物質成分分析和化學態研究的方法。1948年由H.費里德曼（H.Friedmann）和L.S.伯克斯（L.S.Birks）製成第一台波長色散X射線熒光分析儀，至60年代本法在分析領域的地位得以確立。現代X射線熒光光譜分析儀由以下輪慶幾部分組成：X射線發生器（X射線管、高壓電源及穩定穩流裝置）、分光檢測系統（分析晶體、準直器與檢測器）、記數記錄系統（脈沖輻射分析器、定標計、計時器、積分器、記錄器）。不同元素具有波長不同的特徵X射線譜，而各譜線的熒光強度又與元素的濃度呈一定關系，測定待測元素特徵X射線譜線的波長和強度就可以進行定性和定量分析。本法具有譜線簡單、分析速度快、測量元素多、能進行多元素同時分析等優點，是目前大氣顆粒物元素分析臘激握中廣泛應用的三大分析手段之一（其他兩方法為中子活化分析和質子熒光分析）。

⑷ X射線熒光分析的基本原理

熒光，顧名思義就是在光的照射下發出的光。X射線熒光就是被分析樣品在X射線照射下發出的X射線，它包含了被分析樣品化學組成的信息，通過對上述X射線熒光的分析確定被測樣品中各組份含量的儀器就是X射線熒光分析儀。
從原子物理學的知識我們知道，對每一種化學元素的原子來說，都有其特定的能級結構，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，內層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，成為自由電子，我們說原子被激發了，處於激發態，這時，其他的外層電子便會填補這一空位，也就是所謂躍遷，同時以發出X射線的形式放出能量。由於每一種元素的原子能級結構都是特定的，它被激發後躍遷時放出的X射線的能量也是特定的，稱之為特徵X射線。通過測定特徵X射線的能量，便可以確定相應元素的存在，而特徵X射線的強弱（或者說X射線光子的多少）則代表該元素的含量。
量子力學知識告訴我們，X 射線具有波粒二象性，既可以看作粒子，也可以看作電磁波。看作粒子時的能量和看作電磁波時的波長有著一一對應關系。這就是著名的普朗克公式：E=hc/λ。顯然，無論是測定能量，還是波長，都可以實現對相應元素的分析，其效果是完全一樣的。 當能量高於原子內層電子結合能的高能X射線與原子發生碰撞時，驅逐一個內層電子而出現一個空穴，使整個原子體系處於不穩定的激發態，激發態原子壽命約為10-12-10-14s，然後自發地由能量高的狀態躍遷到能量低的狀態。這個過程稱為馳豫過程。馳豫過程既可以是非輻射躍遷，也可以是輻射躍遷。當較外層的電子躍遷到空穴時，所釋放的能量隨即在原子內部被吸收而逐出較外層的另一個次級光電子，此稱為俄歇效應，亦稱次級光電效應或無輻射效應，所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。它的能量是特徵的，與入射輻射的能量無關。當較外層的電子躍入內層空穴所釋放的能量不在原子內被吸收，而是以輻射形式放出，便產生X射線熒光，其能量等於兩能級之間的能量差。因此，X射線熒光的能量或波長是特徵性的，與元素有一一對應的關系。圖10.1給出了X射線熒光和俄歇電子產生過程示意圖。 K層電子被逐出後,其空穴可以被外層中任一電子所填充，從而可產生一系列的譜線，稱為K系譜線：由L層躍遷到K層輻射的X射線叫Kα射線,由M層躍遷到K層輻射的X射線叫Kβ射線……。同樣,L層電子被逐出可以產生L系輻射(見圖10.2)。如果入射的X射線使某元素的K層電子激發成光電子後L層電子躍遷到K層，此時就有能量ΔE釋放出來，且ΔE=EK-EL，這個能量是以X射線形式釋放，產生的就是Kα射線，同樣還可以產生Kβ射線
，L系射線等。莫斯萊(H.G.Moseley) 發現，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
這就是莫斯萊定律，式中K和S是常數，因此,只要測出熒光X射線的波長,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。 X射線熒光光譜法進行定量分析的依據是元素的熒光X射線強度I1與試樣中該元素的含量Wi成正比：
Ii=IsWi （10.2）
式中，Is為Wi=100%時，該元素的熒光X射線的強度。根據式(10.2)，可以採用標准曲線法，增量法，內標法等進行定量分析。但是這些方法都要使標准樣品的組成與試樣的組成盡可能相同或相似，否則試樣的基體效應或共存元素的影響，會給測定結果造成很大的偏差。所謂基體效應是指樣品的基本化學組成和物理化學狀態的變化對X射線熒光強度所造成的影響。化學組成的變化，會影響樣品對一次X射線和X射線熒光的吸收，也會改變熒光增強效應。例如，在測定不銹鋼中Fe和Ni等元素時，由於一次X射線的激發會產生NiKα熒光X射線，NiKα在樣品中可能被Fe吸收，使Fe激發產生FeKα，測定Ni時，因為Fe的吸收效應使結果偏低，測定Fe時，由於熒光增強效應使結果偏高。但是，配置相同的基體又幾乎是不可能的。為克服這個問題，目前X射熒光光譜定量方法一般採用基本參數法。該辦法是在考慮各元素之間的吸收和增強效應的基礎上，用標樣或純物質計算出元素熒光X射線理論強度，並測其熒光X射線的強度。將實測強度與理論強度比較，求出該元素的靈敏度系數，測未知樣品時，先測定試樣的熒光X射線強度，根據實測強度和靈敏度系數設定初始濃度值，再由該濃度值計算理論強度。將測定強度與理論強度比較，使兩者達到某一預定精度，否則要再次修正，該法要測定和計算試樣中所有的元素，並且要考慮這些元素間相互干擾效應，計算十分復雜。因此，必須依靠計算機進行計算。該方法可以認為是無標樣定量分析。當欲測樣品含量大於1%時，其相對標准偏差可小於1%。

⑸ X射線熒光光譜法的介紹

當照射原子核的X射線能量與原子核的內層電子的能量在同一數量級時，核的內層電子共振吸收射線的宏桐喚輻射能量後發生躍遷，而在內層電子軌道上留下一個空穴，處於高能態的外層電子跳回低能態的空穴，將過剩的能量以X射線的形式放出，所產生的X射線即為代表各元素特徵的X射線熒光譜線。其能量輪中等於原子內殼層電子的能級差，即原子特定的電子層間躍遷能量蔽凱。只要測出一系列X射線熒光譜線的波長，即能確定元素的種類；測得譜線強度並與標准樣品比較，即可確定該元素的含量。由此建立了X射線熒光光譜 (XRF)分析法。

⑹ X射線熒光光譜分析

X射線熒光的激發源使用X射線而不使用電子束，因為使用X射線避免了樣品過熱的問題。幾乎所有的商品X射線熒光光譜儀均採用封閉的X射線管作為初始激發光源。某些較簡單的系統可能使用放射性同位素源，而電子激發一般不單獨使用在X射線熒光光譜儀中，它僅限於在電子顯微鏡中X射線熒光分析中使用。

X射線熒光譜儀具有快速，無損，高精度和適用性強的重要性能，對所有的元素能進行快速定量分析。波長色散光譜儀的最新進展已經把元素范圍擴展到碳(Z=6)。大部分測量范圍內可低到10^-6水平的檢測限下，精度達千分之幾。

一、基本原理

熒光的產生是由於初始X射線光子能量足夠大，以致可以在樣品中產生電子拿磨—空穴，導致二次輻射(熒光)的產生。這種二次輻射是組成樣品的元素的特徵。用於分離和測量初始X射線激發產生的基梁分立的特徵波長的技術，被稱為X射線熒光光譜學。X射線熒光光譜學提供了一個用測量其特徵X射線輻射波長或能量來確定元素種類的定性分析方法，同時測量輻射的特徵譜線的強度，然後把這一強度和元素的濃度聯系起來，即可進行給定元素的定量分析。根據莫塞萊定律，只要測出X熒光射線的波長，就可確定某元素的存在，只要測出X熒光射線的強度，就可確定某元素的含量。

二、X射線熒光光譜分析

X射線熒光光譜分析儀的主要部件為：激發源、探測器、高壓電源、前置放大器、主放大器、模數轉換器。

1.獲得X射線熒光光譜的方法

X射線熒光光譜法，即X射線發射光譜法，是一種非破壞性的儀器分析方法。為了區別不同寶玉石的成分，常採用兩種X熒光分光技術：

(1)波長色散光譜法：通過分光晶體對不同波長的X熒光進行衍射而達到分光的目的，然後用探測器探測不同波長處的熒光強度。

(2)能量色散光譜法：首先使用探測器接收所有不同能量的X熒光，由探測器轉變為電脈沖信號，經前置放大之後用多道脈沖高度分析器進行信號處理，得到不同能量的X熒光光譜。波譜儀使用分光晶體，各元素的譜線進入探測器之前已被分光，探測器每次只能接受某一波長的譜線；而能譜儀使用的探測器和多道脈沖分析器，直接測量不同能量的元素的特徵X譜線的能量。圖13-4-1為合成碳化硅和鑽石X熒光能譜圖，由圖可見Si的能量峰尖銳，其SiKα能量峰位於1.739 keV，由於C是輕元素( Z=6)因此無論是波譜法，還是能譜法目前都較難檢測。

2.X熒光能譜儀的類別

(1)攜帶型X熒光能譜儀：一般為定性、半定量分析。它是以同位素源為激發源。優點是體積小巧，便於攜帶，適用於現場分析、野外和大型工件或設備上某零件的元素分析及合金牌號的鑒定；主要缺點是分析精度較差。

圖13-4-1 碳化硅和鑽石X熒光能譜圖

(2)小型管激發X熒光能譜儀：一般僅用於高含量單元素的半定量分析。由於探測器採用正比計數管技術，因此體積較小。優點是價格便宜。

(3)大型X 熒光能譜儀：儀器的穩定性、靈敏度、准確度和重現性都很高，可同時分析Na～U 的各種元素，分析的濃度從100%至10^-6級。主要特點是採用管激發和Si(Li)探測器技術。

3.制備樣品

對寶玉石樣品要進行表面拋光，才可放入儀器中進行直接測量。測量前還應做相應的設備檢查。

三、X熒光能譜儀在珠寶首飾檢測中的應用

1.貴金屬首飾成色檢測

市場上已有多種型號的測金儀出售，大多配備放射性同位素源，以正比計數管為探測器。固定的放射性同位素源激發能量的范圍較窄，正比計數管的解析度一般較低。因此，這種組合適合於單元素或多元素樣品的定量測試。如使用²⁴¹Am放射性同位素源，適合於激發能量較高的Au(L系)、Ag(K系)、Pt(L系)、Pd(K系)熒光，可用於貴金屬成色分析。為了達到准確定量分析的目的，所有儀器均使用標准樣品或標准物質進行校正。

2.寶玉石中主元素的確定

天然不同的寶玉石都具有特定的化學成分和晶體結構，測試出礦物中的主要化學元素對鑒定和區分外觀相似的寶玉石是具有重大的意義。

3.寶玉石中微量元素的確定

有許多寶玉石礦物屬於一個大家族，這些寶石常具有類似的化學成分，有的所含常量元素含量變化不大，但微量元素含量卻有不同，如剛玉有紅剛玉和藍剛玉，即紅寶石和藍寶石，根據X熒光能譜定量或半定量結果可以進行其亞種區分：紅寶石含Cr 波譜圖上出現鉻和鋁峰；藍寶石含Fe和Ti在譜圖上出現鋁、鐵和鈦峰。

4.寶石產地、產狀的搏敏運識別

同一種寶石因產出的地質條件即產狀、產地不同，寶石內部微量元素或痕量元素的種類及含量會有變化，這些變化有時可以反應其產地、產狀信息。使用大型X熒光能譜儀可以區分天然紅寶石產地：泰國產紅寶石具有高鐵含量；緬甸抹谷產紅寶石具有高鎵含量；緬甸孟宿產紅寶石具有高鈦含量等特徵。使用X熒光能譜儀可以區分海水養殖珍珠與淡水養殖珍珠：海水養殖珍珠鍶比錳高，而淡水養殖珍珠卻具有錳比鍶高。

5.合成寶石的鑒定

天然尖晶石與合成尖晶石具有不同的鎂鋁含量比值。在合成鑽石中經常可檢測到含有Ni、Co或Fe等元素。

6.優化處理寶石的鑒定

寶石經優化處理後，可能有外來元素進入而引起化學成分出現異常。使用大型X熒光能譜儀可以測出傳統銀鹽染色黑珍珠中的銀。

⑺ 什麼是X射線熒光技術

近年，利用X射線又有了一項新的分析技術——「X射線熒光技術」(MXRF)。「X射線熒光」，是指受X射線(「照射光」)照射激發之後發出的「次級X射線」——它與「照射光」的波長和能量都不同。由於X射線熒光的波長和強度，分別取決於物質中元素的種類和含量，所以利用這個規律，就可以檢測出物質中元素的種類和含量。