X射线荧光分析方法（理论篇）

X射线荧光分析法(XRF)

通常人们根据分光系统的不同将X射线荧光分析法分为能量色散型X射线荧光分析(EDXRF)和波长色散型X射线荧光分析(WDXRF)。虽然EDXRF与WDXRF同属于X射线荧光分析，但其原理及仪器结构上有很大的不同，功能和性能也有明显差异，深入了解两种类型X荧光光谱仪原理及结构，对于光谱仪的选型十分必要的。小编今天带大家了解一下能量色散型X射线荧光分析的基本原理及仪器构造。

1、EDXRF 基本理论

X射线是一种短波长的电磁辐射，其波长约为0.01至10 nm之间，X射线的产生方式主要有三种：电子减速、电子跃迁和电子改变方向。

（1）电子减速 当高速运行的自由电子进入原子核内部与同样带负电的原子核外层电子发生作用时，造成电子减速，从而产生X 射线。这类X射线是一种连续能量的X射线，也叫做轫致辐射。

（2）电子跃迁 当原子核外的电子从高能级跃迁至低能级时，会产生X射线，这类X射线是带有原子核信息的特征X射线。即该X射线能量是具有固定能量。

（3）电子改变方向 当自由电子的运动方向发生改变时，会产生高能量的X射线。

产生X射线的最简单的办法就是用加速后的电子撞击金属靶材，也是常见的X光管激发源。撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，形成X 光光谱的连续部分，称之为韧致辐射（制动辐射）。通过加大加速电压，电子携带的能量增加，则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1 nm左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射。

2、定性分析原理

图中，对元素A和元素B所构成的样品进行X射线照射后，A和B会产生不同特征能量的X射线荧光，通过辨特征能量的大小即可辨别是A和B是何种元素。

定量分析原理:

图中，对元素A和元素B所构成的样品进行X射线照射后，元素A的含量越高，元素A的X射线荧光强度越强。一般的，X射线荧光的强度与其含量成线性关系。

2、EDXRF 仪器构造

组成部件：

能量色散X荧光光谱仪主要由X射线光管，X射线探测器，多道分析系统等主要部件组成。

主要部件的功能：

X射线光管用于产生激发样品的特征荧光的原级X射线；探测器对X射线特征荧光进行光电转换；多道分析系统对不同脉冲幅度的电信号进行积分统计。光管、探测器、多道分析系统作为X荧光光谱仪的核心部件对整机性能有着重要影响。

科迈斯仪器(KXM-RAY)独有的X射线微型光管技术，测试管压可达50 KV，有效提升重元素激发效率。同时结合德国Ketek SDD探测器，探测效率是Si-Pin探测器的10倍，是普通SDD探测器探测效率的3倍。可在无氦气吹扫和真空辅助的条件下对镁(Mg) 、铝(Al) 、硅(Si) 、磷(P) 、 硫(S)等轻元素进行检测。

科迈斯(KMX-RAY)K-800手持式XRF分析仪

EDXRF 仪器“好坏”的评估方法

• 仪器的性能

  精密度，稳定性是买家需要评估的重要技术指标。针对不同检测需求，选用符合其要求的检测仪器。

• 应用方向

  实验室检测或复杂应用，建议选用台式X荧光光谱仪。台式荧光采用的是大功率X射线光管，同时还配备真空或充He器系统，部分仪器还配备有自旋或自动进样等功能。针对不同应用具有良好的拓展性。
  

• 现场原位检测

  手持式X荧光光谱仪，针对不同应用已将测量模式内置于仪器中，无需客户再进行拓展。客户只需要明确其测试样品类型即可选择合适的机型。

• 品牌及售后

  仪器的品牌及售后服务也是买家不容忽视的，优质的售后服务，可以让买家更放心的使用设备。

科迈斯手持式X荧光光谱仪具有轻巧便携、操作简单、应用范围广等特点，广泛应用于合金材料的鉴别、矿石勘探、土壤重金属筛查、RoHS检测等领域。