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速来看看X射线荧光光谱仪的物理原理和组成结构

点击次数:318次  发布时间:2022-08-26
  X射线荧光光谱仪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号元素到92号元素,浓度范围从100%至亚ppm级。仪器具有重现性好,测量速度快,灵敏度高的特点。样品可以是固体、粉末、熔融片,液体等,分析对象适用于炼钢、有色金属、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行业样品。
  X射线荧光光谱仪的物理原理:
  当材料暴露在短波长X光检查,或伽马射线,其组成原子可能发生电离,如果原子是暴露于辐射与能源大于它的电离势,足以驱逐内层轨道的电子,然而这使原子的电子结构不稳定,在外轨道的电子会“回补”进入低轨道,以填补遗留下来的洞。在“回补”的过程会释出多余的能源,光子能量是相等两个轨道的能量差异的。因此,物质放射出的辐射,这是原子的能量特性。
  X射线荧光光谱仪结构组成:
  (1)气氛
  X射线荧光光谱仪能够分析元素周期表中的大部分元素,具体而言,从钠元素(原子序数Z=11)到铀元素(原子序数Z=92)都可以利用这种技术进行检测分析。但是对于原子序数较低的元素(钛元素Ti,Z=22以下),空气会对检测结果产生较大影响;由低原子序数元素产生的荧光值通常更低,并且样品基体中的其它元素有可能会吸收低原子序数元素的能量辐射。
  通常情况下,用于提高低原子序数元素的检测灵敏度的方法主要为将仪器的样品室抽成真空环境或者以氦气(He)冲洗样品室。
  (2)探测器
  新型探测器技术——硅漂移探测器(SDDs)能够提高低能量敏感度,使得X射线荧光光谱技术可以对一些低原子序数元素进行检测分析,甚至是在空气气氛中也能进行检测,例如用于测量化学镀镍涂层中磷元素(原子序数Z=15)的含量。但是,大多数的低原子序数元素的检测分析依然还需要隔离空气气氛。
  (3)X射线源(X射线管、供电电源、滤光片、光束尺寸)
  这里将一些组件都列到X射线源里面统一讨论,包括X射线管、电源供应器、滤光片、光束尺寸。X射线管和供电电源决定了检测样品将受到的能量强度和能量分布。商业化的能量色散X射线荧光光谱仪中用到的大多数X射线管都是50KV,1mA(50W)规格的。50KV的高电压能够提供更高的激发效率;X射线管通量可以利用灯丝电流设置进行控制。
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