xrf光譜儀原理資料

xrf光譜儀原理

｜XRF基本原理｜X射線熒光光譜（XRF）是一種確定物質(zhì)中元素的種類(lèi)和含量的表征手段，又稱(chēng)X射線次級(jí)發(fā)射光譜分析。其基本原理如圖1，在一定的條件下，當(dāng)入射X射線將微粒激發(fā)至高能態(tài)時(shí)，為保持整個(gè)體系的穩(wěn)定，高能態(tài)的電子會(huì)向低能態(tài)躍遷，同時(shí)輻射出被激發(fā)微粒的特征X射線。而不同微粒被激發(fā)產(chǎn)生的特征X射線的能量和波長(zhǎng)是不同的，這是確定物質(zhì)中元素種類(lèi)和含量的基本依據(jù)。圖1

X射線熒光光譜原理示意圖圖2常見(jiàn)XRF測(cè)試儀器｜XRF基本結(jié)構(gòu)｜XRF分析儀器一般由以下幾個(gè)部分構(gòu)成，分別是：X射線發(fā)生器、分光檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。XRFX射線發(fā)生器圖3X射線發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖XRF分光檢測(cè)器圖4分光檢測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖XRF數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外XRF儀器的數(shù)據(jù)分析軟件主要以理論分析模型為基礎(chǔ)，最基本的理論有以下幾種：■

莫塞萊定律(Moseley’slaw)反映各元素X射線特征光譜規(guī)律的實(shí)驗(yàn)定律。莫塞萊研究從鋁到金的38種元素的X射線特征光譜K和L線，得出譜線頻率的平方根與元素在周期表中排列的序號(hào)成線性關(guān)系。表明X射線的特征光譜與原子序數(shù)是一一對(duì)應(yīng)的，使X熒光分析技術(shù)成為定性分析方法中最可靠的方法之一?！?/p>

布拉格定律(Bragg’slaw)反映晶體衍射基本關(guān)系的理論推導(dǎo)定律，1912年英國(guó)物理學(xué)家布拉格父子（W.H.Bragg和W.L.Bragg）推導(dǎo)出了形式簡(jiǎn)單，能夠說(shuō)明晶體衍射基本關(guān)系的布拉格定律。此定律是波長(zhǎng)色散型X熒光儀的分光原理，使不同元素不同波長(zhǎng)的特征x熒光完全分開(kāi)，使譜線處理工作變得非常簡(jiǎn)單，降低了儀器檢出限?！?/p>

比爾-朗伯定律(Beer-Lambert’slaw)反映樣品吸收狀況的定律涉及到理論X射線熒光相對(duì)強(qiáng)度的計(jì)算問(wèn)題。對(duì)于X射線熒光分析技術(shù)來(lái)說(shuō)，原級(jí)射線傳入樣品的過(guò)程中要發(fā)生衰減，樣品被激發(fā)后產(chǎn)生的熒光X射線在傳出樣品的過(guò)程中也要發(fā)生衰減，由于質(zhì)量吸收系數(shù)的不同，使得元素強(qiáng)度并不是嚴(yán)格的與元素濃度成正比關(guān)系，而是存在一定程度的偏差。因而需要對(duì)此效應(yīng)進(jìn)行校正，才能準(zhǔn)確的進(jìn)行定量分析。｜XRF的基本應(yīng)用｜基本應(yīng)用定性分析不同元素的熒光X射線具有各自的特定波長(zhǎng)，因此根據(jù)熒光X射線的波長(zhǎng)可以確定元素的組成。如果是波長(zhǎng)色散型光譜儀，對(duì)于一定晶面間距的晶體，由檢測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)的2θ角可以求出X射線的波長(zhǎng)λ，從而確定元素成分。事實(shí)上，在定性分析時(shí)，可以靠計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別譜線，給出定性結(jié)果。但是如果元素含量過(guò)低或存在元素間的譜線干擾時(shí)，仍需人工鑒別。首先識(shí)別出X射線管靶材的特征X射線和強(qiáng)峰的伴隨線，然后根據(jù)2θ角標(biāo)注斜譜線。在分析未知譜線時(shí)，要同時(shí)考慮到樣品的來(lái)源，性質(zhì)等因素，以便綜合判斷。圖5XRF定性分析示意圖基本應(yīng)用定量分析X射線熒光光譜法進(jìn)行定量分析的依據(jù)是元素的熒光X射線強(qiáng)度Li與試樣中該元素的含量wi成正比：

Li=Ls

wi式中，Ls為wi=100%時(shí)，該元素的熒光X射線的強(qiáng)度。根據(jù)上式，可以采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，增量法，內(nèi)標(biāo)法等進(jìn)行定量分析。但是這些方法都要使標(biāo)準(zhǔn)樣品的組成與試樣的組成盡可能相同或相似，