什么是X射線熒光(XRF)?
X射線形成部分電磁波譜。其處于紫外線輻射的高能側(cè),使用千電子伏特表示能量高低,納米表示波長。
XRF一般可用于分析從鈉到鈾的所有元素,其可識別濃度范圍zui低至百萬分級,高至百分比,可用于分析固體、液體和粉狀物。
X射線熒光光譜技術(shù)的原理
所有XRF儀器都擁有兩個主要成分,一個是X射線源,一般采用X射線管,另一個則是探頭。X射線源會發(fā)出初級X射線到樣品表面,有時會通過濾光器對X射線束進行調(diào)整。在光束擊打樣品原子時,會產(chǎn)生次級X射線,這些次級X射線會被探頭收集并處理。
比較穩(wěn)定的原子是由原子核及繞核旋轉(zhuǎn)的電子構(gòu)成,電子按照能量層級或電子殼層排列,不同的能量層級可包含不同數(shù)量的電子。
在高能初級X射線與原子發(fā)生碰撞時,會打亂原子的平衡狀態(tài)。
此時,電子會從較低的能量層級射出,形成電子空位,使原子失去穩(wěn)定。
為了恢復(fù)穩(wěn)定性,較高能量層級的電子就會填補空位。而電子在兩個能量層級間移動時釋放的多余能量就會以次級X射線的形式發(fā)射出來。發(fā)射出的X射線的能量會表現(xiàn)出元素的特征。
這也就意味著XRF能夠提供有關(guān)被測樣品的定性信息。
不僅如此,XRF同時也是一項定量技術(shù)。
樣品原子發(fā)射出的X射線經(jīng)探頭收集,并由儀器處理后可形成一個光譜,顯示X射線的強度峰值及能量對照。
如我們所知,通過峰值能量可以判定元素的種類。其峰值區(qū)域或強度可指示出元素在樣品中的含量。
隨后,分析儀就可以使用這一信息計算樣品的元素構(gòu)成。
從按下按鈕或扳機,到輸出分析結(jié)果的全部流程zui快僅需2秒鐘,zui多不過幾分鐘。
為何選擇XRF技術(shù)?
相比其他分析技術(shù),XRF具有許多優(yōu)勢。
其速度較快。能夠測量多種類型的元素及其在不同類型材料中的含量濃度。此外,其屬于非破壞性技術(shù),僅需制備少量樣品甚至*不需要制備樣品,因此,其相比其他技術(shù)成本較低。
這也就是為什么這么多人選擇使用XRF技術(shù)進行日常的材料分析工作。