一、x射線熒光光譜儀的原理
X射線熒光光譜儀(XRF)由激(ji)發(fa)源(X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)管)和探(tan)測系(xi)(xi)統構成。X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)管產生發(fa)射(she)(she)(she)(she)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)(一(yi)次(ci)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)),激(ji)發(fa)被測樣品。受(shou)激(ji)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)樣品中的(de)(de)(de)(de)(de)每(mei)一(yi)種元素(su)都會放射(she)(she)(she)(she)出(chu)(chu)二次(ci)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian),并且不同的(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)所放射(she)(she)(she)(she)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)二次(ci)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)具有(you)特(te)(te)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)特(te)(te)性(xing)(xing)或波(bo)長(chang)(chang)(chang)特(te)(te)性(xing)(xing)。探(tan)測系(xi)(xi)統測量(liang)(liang)(liang)(liang)這(zhe)些放射(she)(she)(she)(she)出(chu)(chu)來的(de)(de)(de)(de)(de)二次(ci)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)及(ji)數(shu)(shu)量(liang)(liang)(liang)(liang)。然后,儀(yi)器軟件將探(tan)測系(xi)(xi)統所收集(ji)到的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息轉換(huan)成樣品中各種元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)種類及(ji)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)。元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)受(shou)到高能(neng)輻射(she)(she)(she)(she)激(ji)發(fa)而引起內層電子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)躍(yue)遷,同時發(fa)射(she)(she)(she)(she)出(chu)(chu)具有(you)一(yi)定(ding)(ding)特(te)(te)殊性(xing)(xing)波(bo)長(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian),根(gen)(gen)據莫(mo)斯萊定(ding)(ding)律,熒光(guang)(guang)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)(chang)λ與元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)序數(shu)(shu)Z有(you)關(guan)(guan),其數(shu)(shu)學關(guan)(guan)系(xi)(xi)如下:λ=K(Z s)2(K和S是常數(shu)(shu))。根(gen)(gen)據量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)理(li)論,X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)可(ke)以看(kan)成由一(yi)種量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)或光(guang)(guang)子(zi)(zi)組成的(de)(de)(de)(de)(de)粒子(zi)(zi)流,每(mei)個光(guang)(guang)具有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei):E=hν=h C/λ(E為(wei)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)光(guang)(guang)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang),單位為(wei)keV;h為(wei)普朗(lang)克(ke)常數(shu)(shu);ν為(wei)光(guang)(guang)波(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)頻率;C為(wei)光(guang)(guang)速)。因此,只要測出(chu)(chu)熒光(guang)(guang)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)(chang)(chang)或者能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang),就可(ke)以知道元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)種類,這(zhe)就是熒光(guang)(guang)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)定(ding)(ding)性(xing)(xing)分(fen)析(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎。此外,熒光(guang)(guang)X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)強度與相(xiang)應元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)有(you)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系(xi)(xi),據此,可(ke)以進行元素(su)定(ding)(ding)量(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)析(xi)(xi)。
二、X熒光光譜儀的優缺點
優點:
1、分析速(su)度快。測(ce)定(ding)用(yong)時(shi)與測(ce)定(ding)精密度有關,但一般都很(hen)短(duan),10~300秒就可(ke)以(yi)測(ce)完(wan)樣品(pin)中的全(quan)部待測(ce)元素。
2、X射(she)線熒光光譜(pu)跟(gen)樣品的(de)化(hua)學(xue)結合狀態無關,而且跟(gen)固(gu)體(ti)、粉(fen)末、液體(ti)及晶質(zhi)、非晶質(zhi)等(deng)物質(zhi)的(de)狀態也基本上沒有(you)關系。(氣體(ti)密封在容器內(nei)也可分析)但是在高(gao)分辨率的(de)精密測(ce)定(ding)中(zhong)卻可看到有(you)波長變化(hua)等(deng)現象(xiang)。特別是在超軟X射(she)線范圍內(nei),這(zhe)種效應更(geng)為顯著。波長變化(hua)用于化(hua)學(xue)位的(de)測(ce)定(ding)。
3、非(fei)破壞分(fen)析。在測(ce)定中不會(hui)引起化學狀態的(de)改變(bian),也(ye)不會(hui)出現(xian)(xian)試樣(yang)(yang)飛散(san)現(xian)(xian)象。同一試樣(yang)(yang)可反復多次測(ce)量(liang),結果重(zhong)現(xian)(xian)性好(hao)。
4、X射線(xian)熒光分析(xi)(xi)是(shi)一種物(wu)理分析(xi)(xi)方法,所(suo)以對在(zai)化學性質(zhi)上屬同一族(zu)的(de)元(yuan)素也(ye)能進(jin)行分析(xi)(xi)。
5、分析精密度高。含量測定已經達到ppm級別。
6、制樣簡單(dan),固體(ti)、粉末、液(ye)體(ti)樣品等都可(ke)以(yi)進行(xing)分析。
缺點:
1、定量分析(xi)需要標樣(yang)。
2、對輕元素的靈(ling)敏度要(yao)低一(yi)些。
3、容(rong)易受元素相互干擾和疊加峰(feng)影響。