X射线荧光光谱分析(X Ray Fluorescence)人们通常把X射线照射在物质上而产生的次级X射线叫X射线荧光(X—Ray Fluorescence),而把用来照射的X射线叫原级X射线。所以X射线荧光仍是X射线。一台典型的X射线荧光(XRF)仪器由激发源(X射线管)和探测系统构成。X射线管产生入射X射线(一次X射线),激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线,并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后,仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。X射线照在物质上而产生的次级 X射线被称为X射线荧光。利用X射线荧光原理,理论上可以测量元素周期表中铍以后的每一种元素。在实际应用中,有效的元素测量范围为9号元素 (F)到92号元素(U)。
原理
X射线是电磁波谱中的某特定波长范围内的电磁波,其特性通常用能量(单位:千电子伏特,keV)和波长(单位:nm)描述。
X射线荧光是原子内产生变化所致的现象。一个稳定的原子结构由原子核及核外电子组成。其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行,内层电子(如K层)在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚,释放出的电子会导致该电子壳层出现相应的电子空位。这时处于高能量电子壳层的电子(如:L层)会跃迁到该低能量电子壳层来填补相应的电子空位。由于不同电子壳层之间存在着能量差距,这些能量上的差以二次X射线的形式释放出来,不同的元素所释放出来的二次X射线具有特定的能量特性。这一个过程就是我们所说的X射线荧光(XRF)。
XRF波长
元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁,同时发射出具有一定特殊性波长的X射线,根据莫斯莱定律,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下:
λ=K(Z? s) ?2
式中K和S是常数。
XRF能量
而根据量子理论,X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流,每个光具有的能量为:
E=hν=h C/λ
式中,E为X射线光子的能量,单位为keV;h为普朗克常数;ν为光波的频率;C为光速。
因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类,这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,据此,可以进行元素定量分析。
分类
不同元素发出的特征X射线能量和波长各不相同,因此通过对X射线的能量或者波长的测量即可知道它是何种元素发出的,进行元素的定性分析。同时样品受激发后发射某一元素的特征X射
波长色散型(WD-XRF)和能量色散型 线强度跟这元素在样品中的含量有关,因此测出它的强度就能进行元素的定量分析。
因此,X射线荧光光谱仪有两种基本类型:
波长色散型(WD-XRF)和能量色散型(ED-XRF)
a) X射线用于元素分析,是一种新的分析技术,但在经过二十多年的探索以后,现在已完全成熟,已成为一种广泛应用于冶金、地质、有色、建材、商检、环保、卫生等各个领域。
b) 每个元素的特征X射线的强度除与激发源的能量和强度有关外,还与这种元素在样品中的含量有关。
c) 根据各元素的特征X射线的强度,也可以获得各元素的含量信息。这就是X射线荧光分析的基本原理。
XRF分析仪的主要环境应用
过去,对环境的评估只能依赖于在实验室对从现场采集并运送到实验室的样件所做的分析,这种方法既浪费金钱又耗用时间。如今有了便携式XRF分析仪,检测人员可以在现场直接对环境进行评估。天瑞仪器手持式XRF分析仪可进行经济、有效、及时的实时数据分析,并快速得出全面的调查结论,从而决定所要采取的下一步措施。
分析领域
一、发展中危险的高含量有毒金属
在发展中的居民区和娱乐区可能会发现危险的高含量铅、砷、汞、铬、镉及其它有毒金属。在这些和地区,这些金属的危险性可能还不为当地人所知,或者还没有施行有关限制这些金属的法律法规。手持式X射线荧光分析仪可快速判断是否存在这些污染物并辨别其含量,从而可使世界卫生倡导组织依据检测结果出台纠正措施,以帮助发展中利用当地资源,通过安全的工作实提高人们的生活水平,并使这些和地区得到持续的发展。
二、城市周边地区的农业及农艺学
随着世界人口的增长,食物来源的安全性也变得越来越重要。随着人们对食物安全性的要求不断提高,城市周边的农业发展也越来越受到欢迎。但是,在工业区和其它城市设施附近发展农业会增加农作物受到有害物质侵害的危险,因为种植庄稼的土壤及用于灌溉的水源可能会有高含量的砷、汞、镉、铬、铅等污染物质。手持式XRF分析仪不仅可以快速探测出这些有毒金属,还可以确定诸如钙、镁、磷、钾等营养物质和肥料的存在。
三、危险的废料筛检和可持续产业
目前,大多数行业都面临着必须实施可持续发展计划的压力。这个计划有助于降低各个行业在制造和包装产品的过程中对周边环境和人们的健康造成的有害影响。各种工业、工程公司及监管机构都可在生产现场使用手持式XRF系统进行检测,以确保快速识别出任何重金属污染物质,并采取有效的补救措施。
四、社区与居住区域的发展
天瑞仪器手持式土壤重金属分析仪可以在瞬间辨别出土壤中重金属极低的百万分率含量,在开发或整修学校、社区中心、住宅、游乐场及运动场以前,这款分析仪是有助于保障环境安全的重要工具。如果要在以前是垃圾填埋场、工业场址、果园、饲养场、闲置的污染土地以及其它会发现高含量有毒金属的地区开发房地产,天瑞分析仪无疑是一件必不可少的工具。此外,在对建筑物及旧房屋进行翻修、重建、恢复及涂漆的过程中,EXPLORER9000可以迅速探测出土壤和尘埃、建筑物表面、含铅颜料中的铅(Pb)元素,从而有助于减少在分析工程是否符合环境管理规定的过程中所耗用的资金和时间。
探险者EXPLORER手持式X荧光光谱仪是天瑞仪器结合10年手持便携式研发经验,集中了光电子、微电子、半导体和计算机等多项技术,研制出具有知识产权的,全新一代手持XRF产品。EXPLORER 5000手持式XRF合金分析仪是先使用全新大屏高分辨率液晶显示屏及数字多道数据处理器的便携式手持合金分析仪。低的检出限使手持式分析仪的性能媲美台式机;仪器体积小,重量轻,可随身携带进行测量,适用于各类型合金样品的分析。
合金行业应用
贵金属合金
钢铁冶炼
废旧金属回收
机械制造与加工
锅炉压力容器
航天工业
船舶制造
......
仪器应用领域优势及应用案例:
*拥有500多种牌号的智能合金库
EXPLORER 5000 可准确检测各种贵金属合金、高低合金钢、不锈钢、工具钢、铬/钼钢、镍合金、钴合金、镍/钴耐热合金、钛合金、铜合金、青铜、锌合金、钨合金等,无损检测,1秒钟即可知晓材料的成分及合号。还可对铝、镁轻合号进行快速鉴定,并可对材料进行可靠性鉴别(PMI)和确认,掌控材料品质。
*材料可靠性鉴别
在合金材料生产、机械设备加工制造过程中,对于材料的辨识与元素检测是不可分割的,
EXPLORER 5000 无损检测能有效防止原材料混料,杜绝不必要的损失。
*工业生产过程中的品质控制
EXPLORER 5000 无损检测可用于钢铁冶炼、锅炉等高温高压行业生产过程中的品质控制与管理,确保材料品质;船舶制造、航空航天等高技术行业中合金成分的识别,从而保障产品质量与安全;电力电站等有关国计民生行业中,鉴定设备零部件是否达标,保证设备安全。
*废旧金属回收与再利用
针对废旧金属回收与利用行业,EXPLORER 5000 可以对大量金属废料进行现场检测和快速分类。可用于仓库积压钢材回收;废品收购站金属分类;车削切屑或刨屑碎片等各个废旧金属回收利用环节。是废旧金属回收再利用行业中进行金属识别、钢材识别的有力武器。
六大性能优势
*更便捷的操作
1.重量轻,体积小,人体工程学把手设计,配有仪器套,更易抓握,野外使用 更方便。
2.360 °可旋转5寸高清屏,支持多点操控,任何光线下都能清晰显示。
3.密封式一体设计,具备防水防尘功能,可在恶劣环境下连续使用。
4.无需制备样品,可直接对待测物表面进行测定。仪器既可手持进行快速测试,也能使用测试座对样品进行较长时间的精细测试。
*更的性能
1.无损快速检测,对准即测,一秒可报结果和合号。性能堪比台式机,检测效果又快又准。
2.同时检测 钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、锆、铌、钼、钌、铑、 钯、银、铟、锡、锑、铪、 钽、 钨 、铼、铂、金、铅、 铋、镁、铝、硅、磷、硫 元素,并且可以根据客户需求进行定制再增加元素。
3.近光路设计,仪器无需充氦气,可检测从Mg开始的轻元素,完全可以满足特定用户的需求。
*更强劲的电力
1.选配大27000mAH锂电池,续航工作时间可达三天。并配备交流和车载充电器,保证电力供应。
2.内置记忆电池,换电池不断电。
*更高端的配置
1.微型光管、Fast-SDD探测器(世界上好的探测器)、微型数字信号多道处理器及智能分析模块四大核心技术的引入,使其具有台式相近的测试精度。
2.采用高主频及大内存,大存储空间,可海量存储数据。全新研发的数字多道技术,保证每秒有效采谱计数大可达500k cps。
3.准直滤波系统,其组合达到极限12组,满足客户的不同条件下的检测需求。
4.内置500W像素高清晰摄像头,随时观察样品测试位置,使测量更加。
*更安全的防护
1.智能三色预警系统:LED三色长灯带设计,360度无死角显示。通电开机时绿灯亮,测试红灯闪烁,设备故障黄色灯闪烁,仪器状态,一目了然。
2.三重安全防护功能:
a: 自动感应,没有样品时仪器不工作,无射线泄漏。
b: 采用加厚防护测试壁,有效防止散射。
c: 配送防护安全罩,防周边轻基体散射。
3.安全联动锁装置,当软件无法控制关闭,轻轻一按,时间保护您的安全,守护后关卡。
*更智能的软件
1.EXPLORER 5000 合金分析仪配有专门针对合金行业的应用软件,具有智能化、高灵敏度、测试时间短、操作简易等特点。
2.全新的智能软件,一键智能操作,采用双模设计(用户模式和模式)。用户模式一键识别样品材质;模式可进行增加元素,增加特定曲线等深入分析操作。
3.内置强度校正方法,校正几何状态不同和结构密度不均匀的样品造成的偏差。
厂家介绍
江苏天瑞仪器股份有限公司是具有知识产权的高科技企业,注册资本46176万。旗下拥有苏州天瑞环境科技有限公司、北京邦鑫伟业技术开发有限公司、深圳市天瑞仪器有限公司、上海贝西生物科技有限公司四家全资子公司和厦门质谱仪器仪表有限公司、江苏国测检测技术有限公司两家控股子公司。部位于风景秀丽的江苏省昆山市阳澄湖畔。公司从事光谱、色谱、质谱等分析测试仪器及其软件的研发、生产和销售。江苏天瑞仪器股份有限公司生产ROHS检测仪,液相色谱质谱仪(LCMS),原子荧光光谱仪,x射线测厚仪,ROHS检测设备,X射线镀层测厚仪,气相色谱仪,ROHS检测仪,液相色谱仪,ROHS2.0新增4项分析仪,手持式矿石分析仪,双酚A检测仪,X射线荧光光谱仪,汽油中硅含量检测仪,ICP等离子发射光谱仪,气相色谱质谱联用仪(GCMS), ROHS仪器,手持式合金分析仪等分析仪器,涉及的仪器设备主要有Thick 8000、Thick800A、EDX1800B、AAS 9000、GCMS6800、ICP2060T、EDX3200SPLUS等。
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