X射線熒光的物理原理:X射線是電磁波譜中的某特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁波,其特性通常用能量(單位:千電子伏特,keV)和波長(zhǎng)(單位:nm)描述。 X射線熒光是原子內(nèi)產(chǎn)生變化所致的現(xiàn)象。一個(gè)穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)由原子核及核外電子組成。其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運(yùn)行,內(nèi)層電子(如K層)在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛,釋放出來(lái),電子的逐放會(huì)導(dǎo)致該電子殼層出現(xiàn)相應(yīng)當(dāng)電子空位。這時(shí)處于高能量電子殼層的電子(如:L層)會(huì)躍遷到該低能量電子殼層來(lái)填補(bǔ)相應(yīng)當(dāng)電子空位。由于不同電子殼層之間存在著能量差距,這些能量上的差以二次X射線的形式釋放出來(lái),不同的元素所釋放出來(lái)的二次X射線具有特定的能量特性。這一個(gè)過程就是我們所說的X射線熒光(XRF)。X射線的波長(zhǎng)元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷,同時(shí)發(fā)射出具有一定特殊性波長(zhǎng)的X射線,根據(jù)莫斯萊定律,熒光X射線的波長(zhǎng)λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān),其數(shù)學(xué)關(guān)系如下: λ=K(Z? s) ?2 式中K和S是常數(shù)。 X射線的能量而根據(jù)量子理論,X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流,每個(gè)光具有的能量為: E=hν=h C/λ 式中,E為X射線光子的能量,單位為keV;h為普朗克常數(shù);ν為光波的頻率;C為光速。 因此,只要測(cè)出熒光X射線的波長(zhǎng)或者能量,就可以知道元素的種類,這就是熒光X射線定性分析的基礎(chǔ)。此外,熒光X射線的強(qiáng)度與相應(yīng)元素的含量有一定的關(guān)系,據(jù)此,可以進(jìn)行元素定量分析。 3.X射線熒光應(yīng)用及分析a) X射線用于元素分析,是一種新的分析技術(shù),但在經(jīng)過二十多年的探索以后,現(xiàn)在已完全成熟,已成為一種廣泛應(yīng)用于冶金、地質(zhì)、有色、建材、商檢、環(huán)保、衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域。 b) 每個(gè)元素的特征X射線的強(qiáng)度除與激發(fā)源的能量和強(qiáng)度有關(guān)外,還與這種元素在樣品中的含量。 c) 根據(jù)各元素的特征X射線的強(qiáng)度,也可以獲得各元素的含量信息。這就是X射線熒光分析的基本原理。 4.X熒光與其它方法比較優(yōu)點(diǎn): a) 分析速度高。測(cè)定用時(shí)與測(cè)定精密度有關(guān),但一般都很短,2~5分鐘就可以測(cè)完樣品中的全部待測(cè)元素。 b) X射線熒光光譜跟樣品的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)無(wú)關(guān),而且跟固體、粉末、液體及晶質(zhì)、非晶質(zhì)等物質(zhì)的狀態(tài)也基本上沒有關(guān)系。(氣體密封在容器內(nèi)也可分析)但是在高分辨率的精密測(cè)定中卻可看到有波長(zhǎng)變化等現(xiàn)象。特別是在超軟X射線范圍內(nèi),這種效應(yīng)更為顯著。波長(zhǎng)變化用于化學(xué)位的測(cè)定 。 c) 非破壞分析。在測(cè)定中不會(huì)引起化學(xué)狀態(tài)的改變,也不會(huì)出現(xiàn)試樣飛散現(xiàn)象。同一試樣可反復(fù)多次測(cè)量,結(jié)果重現(xiàn)性好。 d) X射線熒光分析是一種物理分析方法,所以對(duì)在化學(xué)性質(zhì)上屬同一族的元素也能進(jìn)行分析。 e) 分析精密度高。 f) 制樣簡(jiǎn)單,固體、粉末、液體樣品等都可以進(jìn)行分析。 缺點(diǎn): a)難于作分析,故定量分析需要標(biāo)樣。 b)對(duì)輕元素的靈敏度要低一些。 c)容易受相互元素干擾和疊加峰影響。 5.X熒光分析儀的分類不同元素發(fā)出的特征X射線能量和波長(zhǎng)各不相同,因此通過對(duì)X射線的能量或者波長(zhǎng)的測(cè)量即可知道它是何種元素發(fā)出的,進(jìn)行元素的定性分析。同時(shí)樣品受激發(fā)后發(fā)射某一元素的特征X射 線強(qiáng)度跟這元素在樣品中的含量有關(guān),因此測(cè)出它的強(qiáng)度就能進(jìn)行元素的定量分析。 因此,X射線熒光光譜儀有兩種基本類型:波長(zhǎng)色散型(WD-XRF)和能量色散型(ED-XRF) 。6.儀器的安裝儀器的安裝方法非常簡(jiǎn)便,①將電源線連結(jié)到電源插座,將USB連接線同計(jì)算機(jī)和儀器連接起來(lái)。②如果安裝打印機(jī),先將打印機(jī)電源線連接好,并將打印機(jī)數(shù)據(jù)線,連結(jié)到計(jì)算機(jī)相應(yīng)的接口上即可。(如果需要安裝打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序,請(qǐng)按照計(jì)算機(jī)的提示安裝)6.1 安裝的環(huán)境要求1. 房間內(nèi)要配備冷暖空調(diào)、電腦、打印機(jī)等設(shè)備2. 房間內(nèi)不宜有水源、熱源、強(qiáng)電磁干擾、易燃物和大量積塵,以及陽(yáng)光直射。6.2 安裝的注意事項(xiàng)避免將本機(jī)安裝在以下環(huán)境:1. 濕度極高和溫度極低的環(huán)境應(yīng)避免將本機(jī)安裝在水龍頭、熱水器、加濕器等附近,以及溫度過低的環(huán)境中。如果溫度過低,當(dāng)儀器溫度升高(至常溫)時(shí),儀器內(nèi)會(huì)形成潮氣,這樣會(huì)毀壞電路板;雨水、濕氣、和液體含有礦物質(zhì),會(huì)腐蝕精密部件。2. 大量積塵的環(huán)境灰塵會(huì)污染儀器的光路系統(tǒng),導(dǎo)致儀器檢測(cè)不準(zhǔn)甚至無(wú)法檢測(cè)。3. 易揮發(fā)或易燃物的附近。切勿將本機(jī)安裝在酒精、油漆稀釋劑或其他易燃物附近,如果易燃物質(zhì)與本機(jī)內(nèi)部的電氣部件接觸,可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)或觸電事故。4. 易受震動(dòng)的位置應(yīng)避免將本機(jī)安裝在不平穩(wěn)的桌子或支架上,如柔軟表面、不平穩(wěn)或易受劇烈震動(dòng)的位置,否則可能導(dǎo)致本機(jī)跌落或翻倒,造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。5. 強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中。避免將本機(jī)安裝在電視機(jī)、高壓電纜、大功率天線、電焊設(shè)備、收音機(jī)或類似電子設(shè)備的附近。6. 提供充足的安裝空間應(yīng)為本提供充足的安裝空間,儀器每一側(cè)距墻、門或其它器物的距離應(yīng)保持在30cm以上,以便本機(jī)操作時(shí)不受限制。6.3使用時(shí)注意事項(xiàng)1. 切勿嘗試拆卸或改裝本機(jī),非人員對(duì)儀器的處理會(huì)損壞儀器。2. 不要濺入液體或讓任何異物掉入本機(jī)內(nèi)。如果異物與本機(jī)內(nèi)的電氣部件接觸,可能會(huì)引起短路并且導(dǎo)致火災(zāi)或觸電事故。3. 如果本機(jī)冒煙或發(fā)出異常噪音,應(yīng)立即關(guān)閉主電源開關(guān),從電源插座拔出電源線,然后致電當(dāng)?shù)氐氖跈?quán)Skyray經(jīng)銷商。在這種情況下繼續(xù)使用本機(jī),可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)或觸電事故。同時(shí)應(yīng)避免在電源插頭附近放置物品,以便隨時(shí)能夠拔出本機(jī)的電源插頭。4. 為安全起見,長(zhǎng)時(shí)間不使用本機(jī)時(shí)(例如在夜間)請(qǐng)關(guān)閉本機(jī)的電源開關(guān)。此外,作為附加的安全措施,長(zhǎng)期不使用本機(jī)時(shí)(例如連續(xù)的假期期間),請(qǐng)用防塵罩蓋好,放在干燥、通風(fēng)的安全之處,關(guān)閉主電源開關(guān)并且拔出電源線。7.開關(guān)機(jī)的方法A、 開機(jī)方法檢查電源線是否連結(jié)好,開啟儀器內(nèi)部的總電源開關(guān),即可啟動(dòng)儀器。再開啟計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)入windows操作界面。(本儀器如需要,可以24小時(shí)開機(jī)使用)B、關(guān)機(jī)方法① 先將儀器的測(cè)試程序退出,并關(guān)閉。② 點(diǎn)擊windows桌面左下角,“開始”按鈕,在彈出的菜單中,選擇“關(guān)機(jī) ……”項(xiàng),在彈出的新對(duì)話框中選擇“關(guān)閉計(jì)算機(jī)”項(xiàng),并點(diǎn)擊“確定”按鈕,關(guān)閉