X射线荧光光谱仪

X射线荧光光谱仪(X-ray Fluorescence Spectrometer,简称:XRF光谱仪),是一种快速的、非破坏式的物质测量方法。X射线荧光(X-ray fluorescence,XRF)是用高能量X射线或伽玛射线撞击材料时激发出的次级X射线。这种现象被广泛用于元素分析化学分析,特别是在金属玻璃陶瓷和建材的调查和研究,地球化学法医学考古学和艺术品[1],例如油画[2]和壁画。

水泥厂品质控制实验室中的飞利浦 PW1606 X射线荧光光谱仪,带有样品自动化样品进料

使用型态

XRF 用 X光或其他激发源照射待分析样品,样品中的元素之内层电子被击出后,造成核外电子的跃迁,在被激发的电子返回基态的时候,会放射出特征 X 光;不同的元素会放射出各自的特征 X 光,具有不同的能量或波长特性。检测器(Detector)接受这些 X 光,仪器软体系统将其转为对应的信号。这一现象广泛用于元素分析和化学分析,特别是在研究金属玻璃陶瓷和建筑材料,以及在地球化学研究、法医学、电子产品进料品管(EU RoHS)和考古学等领域,在某种程度上与原子吸收光谱仪互补,减少工厂附设的品管实验室之分析人力投入。

X射线荧光的物理原理

当材料暴露在短波长 X 光检查,或伽玛射线,其组成原子可能发生电离,如果原子是暴露于辐射与能源大于它的电离势,足以驱逐内层轨道的电子,然而这使原子的电子结构不稳定,在外轨道的电子会“回补”进入低轨道,以填补遗留下来的洞。在“回补”的过程会释出多馀的能源,光子能量是等于两个轨道的能量差异的。因此,物质放射出的辐射,这是原子的能量特性。

X射线荧光光谱法在化学分析

主要使用 X 射线束激发荧光辐射,第一次是在 1928 年由格洛克尔和施雷伯提出的[3]。到了现在,该方法作为非破坏性分析技术,并作为过程控制的工具,广泛应用于采掘和加工工业。原则上,最轻的元素,可分析出(z = 4),但由于仪器的局限性和轻元素的低 X 射线产量,往往难以量化,所以针对能量分散式的X射线荧光光谱仪,可以分析从轻元素的(z = 11)到铀,而波长分散式则为从轻元素的

参阅

参考资料

  1. ^ De Viguerie L, Sole VA, Walter P, Multilayers quantitative X-ray fluorescence analysis applied to easel paintings页面存档备份,存于互联网档案馆), Anal Bioanal Chem. 2009 Dec; 395(7): 2015-20. doi: 10.1007/s00216-009-2997-0
  2. ^ X-Ray Fluorescence at ColourLex. [2016-09-25]. (原始内容存档于2015-12-22). 
  3. ^ Glocker, R., and Schreiber, H., Annalen der Physik., 85, (1928), p. 1089