X射线荧光光谱仪的原理是什么?
X荧光光谱仪(XRF)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。
近年来,X荧光光谱分析在各行业应用范围不断拓展,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,特别是在RoHS检测领域应用得最多也最广泛。
大多数分析元素均可用其进行分析,可分析固体、粉末、熔珠、液体等样品,分析范围为Be到U。并且具有分析速度快、测量范围宽、干扰小的特点。
优缺点:
优点:
a)
分析速度高。测定用时与测定精密度有关,但一般都很短,2~5分钟就可以测完样品中的全部待测元素。
b)
X射线荧光光谱跟样品的化学结合状态无关,而且跟固体、粉末、液体及晶质、非晶质等物质的状态也基本上没有关系。(气体密封在容器内也可分析)但是在高分辨率的精密测定中却可看到有波长变化等现象。特别是在超软X射线范围内,这种效应更为显著。波长变化用于化学位的测定
。
c)
非破坏分析。在测定中不会引起化学状态的改变,也不会出现试样飞散现象。同一试样可反复多次测量,结果重现性好。
d)
X射线荧光分析是一种物理分析方法,所以对在化学性质上属同一族的元素也能进行分析。
e)
分析精密度高。
f)
制样简单,固体、粉末、液体样品等都可以进行分析。
缺点:
a)难于作绝对分析,故定量分析需要标样。
b)对轻元素的灵敏度要低一些。
c)容易受相互元素干扰和叠加峰影响。
x射线荧光光谱仪的工作原理
当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的激发态,激发态原子寿命约为10-12-10-14s,然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁,也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时,所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,此称为俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的,与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。因此,X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。图10.1给出了X射线荧光和俄歇电子产生过程示意图。
K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为K系谱线:由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Kα射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线……。同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射(见图10.2)。如果入射的X射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层,此时就有能量ΔE释放出来,且ΔE=EK-EL,这个能量是以X射线形式释放,产生的就是Kα射线,同样还可以产生Kβ射线,L系射线等。莫斯莱(H.G.Moseley) 发现,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
这就是莫斯莱定律,式中K和S是常数,因此,只要测出荧光X射线的波长,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。
事实上,在定性分析时,可以靠计算机自动识别谱线,给出定性结果。但是如果元素含量过低或存在元素间的谱线干扰时,仍需人工鉴别。首先识别出X射线管靶材的特征X射线和强峰的伴随线,然后根据2θ角标注剩斜谱线。在分析未知谱线时,要同时考虑到样品的来源,性质等因素,以便综合判断。
X射线荧光光谱仪的原理是什么?
X射线荧光的物理原理: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。主要使用X射线束激发荧光辐射,第一次是在1928年由格洛克尔和施雷伯提出的。透射测定光谱仪的透射率或它的效率可用辅助单色仪装置来测定。在可见和近紫外实现这些测量没有任何困难。测量通过第一个单色仪的光通量,紧接着测量通过两个单色仪的光通量,以这种方式来确定第二个单色仪的透射率。绝对测量需要知道单色仪的绝对透射率:对于相对测量,以各种波长处的相对单位可以测量透射率。真空紫外线的这些测量有相当大的实验困难,因此通常使用辅助单色仪。在各种入射角的情况下分别测量衍射光栅的效率。在许多实验步骤中已成功地避免了校准上的困难。以上内容参考:百度百科-X射线荧光光谱仪
原子荧光光度计与X射线荧光光谱仪区别
尽管二者都是把物质激发后检测其荧光,但二者的区别很大,从大的方面看主要有两点:一、激发光源不同。原子荧光用的光源很多,如各种激光等,但很少见有用X-射线的;而X-射线荧光则是用X-射线作激发光源。二、用途不同。原荧主要用来作定量分析,尤其是金属元素的定量分析;而X荧主要用来作定性分析和结构分析。当然二者的仪器构造、使用方法、检测范围、样品制备等等都不一样。
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X射线荧光光谱仪
自从1895年伦琴(Roentgen WC)发现X射线之后不久,莫斯莱(Moseley HG)于1913年发表了第一批X射线光谱数据,阐明了原子结构和X射线发射之间的关系,并验证出X射线波长与元素原子序数之间的数学关系,为X射线荧光分析奠定了基础。1948年由弗里特曼和伯克斯设计出第一台商业用波长色散X射线光谱仪。自20世纪60年代后,由于电子计算机技术、半导体探测技术和高真空技术日新月异,促使X射线荧光分析技术的进一步拓展。X荧光分析是一种快速、无损、多元素同时测定的现代测试技术,已广泛应用于宝石矿物、材料科学、地质研究、文物考古等诸多领域。一、基本原理X射线是一种波长(λ=0.001~10nm)很短的电磁波,其波长介于紫外线和y射线之间。在高真空的X射线管内,当由几万伏高电压加速的一束高速运动的电子流投射到阳极金属靶(如钨靶、铜靶等)上时,电子的动能部分转变成X光辐射能,并以X射线形式辐射出来。从金属靶射出的X射线主要由两类波长、强度不等的X射线组成,即连续X射线谱及特征X射线谱。前者指在X射线波长范围内,由其短波限开始并包括各种X射线波长所组成的光谱。后者则指当加于X光管的高电压增至一定的临界数值时,使高速运动的电子动能足以激发靶原子的内层电子时,便产生几条具一定波长且强度很大的谱线,并叠加在连续X射线谱上,由特征X射线组成的光谱称为特征X射线谱。特征X射线谱源自原子内层电子的跃迁。当高速运动的电子激发原子内层电子,而导致X射线的产生,这种X射线称为“初级X射线”。若以初级X射线为激发手段,用以照射宝石样品,会造成宝石的原子内的电子发生电离,使内层轨道的电子脱离原子,形成一个电子空位,原子处于“激发态”,这样外层电子就会自动向内层跃迁,填补内层电子空位,进而发射出一定能量的X射线。由于它的波长和能量与原来照射的X射线不同,即发出“次级X射线”。人们将这种由于X射线照射宝石而产生的次级X射线称X射线荧光。通常,X射线荧光只包含特征X射谱线,而缺乏连续X射线谱。当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时,驱逐一个内层电子而出现一个空穴,使整个原子体系处于不稳定的激发态,激发态原子寿命约为10-12~10-14秒,然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为弛豫过程。弛豫过程既可以是非辐射跃迁,也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时,所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子,此称为俄歇效应,亦称次级光电效应或无辐射效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的,与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生X射线荧光,其能量等于两能级之间的能量差。因此,X射线荧光的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。图2-2-1给出了X射线荧光和俄歇电子产生过程示意图。K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充,从而可产生一系列的谱线,称为K系谱线。由L层跃迁到K层辐射的X射线叫Ka射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫Kβ射线。同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射(见图2-2-2)。如果入射的X射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层,此时就有能量△E释放出来,且△E=EK-EL,这个能量是以X射线形式释放,产生的就是Ka射线,同样还可以产生Kβ射线、L系射线等。图2-2-1 X射线荧光和俄歇电子产生示意图图2-2-2 产生K系和L系辐射示意图莫斯莱(Moseley HG,1913)发现,X射线荧光的波长入与元素的原子序数Z有关,随着元素的原子序数的增加,特征X射线有规律的向短波长方向移动。他根据这种谱线移动规律,建立了关于X射线波长与其元素原子序数的关系定律,其数学关系如下:λ=K(Z-S)-2式中K和S是常数。因此,只要测出荧光X射线的波长,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。二、X射线荧光光谱仪自然界中产出的宝石通常由一种元素或多种元素组成,用X射线照射宝石时,可激发出各种波长的荧光X射线。为了将混合在一起的X射线按波长(或能量)分开,并分别测量不同波长(或能量)的X射线的强度,以进行定性和定量分析,常采用两种分光技术。其一是波长色散光谱仪。它是通过分光晶体对不同波长的X射线荧光进行衍射而达到分光的目的,然后用探测器探测不同波长处的X射线荧光强度,这项技术称为波长色散(WDX)X射线荧光光谱仪。波长色散X射线荧光光谱仪(见图2-2-3)主要由X射线发生器、分光系统(晶体分光器)、准直器、检测器、多道脉冲分析器及计算机组成。图2-2-3 WDX1000波长色散X射线荧光光谱仪其二是能量色散X射线荧光光谱仪。它是利用荧光X射线具有不同能量的特点,将其分开并检测,不必使用分光晶体,而是依靠半导体探测器来完成。这种半导体探测器有锂漂移硅探测器、锂漂移锗探测器、高能锗探测器等。X光子射到探测器后形成一定数量的电子-空穴对,电子-空穴对在电场作用下形成电脉冲,脉冲幅度与X光子的能量成正比。在一段时间内,来自宝石的荧光X射线依次被半导体探测器检测,得到一系列幅度与光子能量成正比的脉冲,经放大器放大后送到多道脉冲分析器(通常要1000道以上)。按脉冲幅度的大小分别统计脉冲数,脉冲幅度可以用X光子的能量标度,从而得到计数率随光子能量变化的分布曲线,即X光能谱图。能谱图经计算机进行校正,然后显示出来,其形状与波谱类似,只是横坐标是光子的能量。能量色散的最大优点是可以同时测定样品中几乎所有的元素。因此,分析速度快。另一方面,由于能谱仪对X射线的总检测效率比波谱高,因此可以使用小功率X光管激发荧光X射线。另外,能谱仪没有光谱仪那么复杂的机械机构,因而工作稳定,仪器体积也小。缺点是能量分辨率差,探测器必须在低温下保存,对轻元素检测困难。能量色散X射线荧光光谱仪(见图2-2-4)主要由X射线发生器、检测器、放大器、多道脉冲分析器及计算机组成。图2-2-4 能量色散X射线荧光光谱仪近年来又发展以放射性同位素为激发源,如26Fe55、48Cd109、94Pu238、95Am241等,这些放射性同位素具有连续发射低能X射线的能力。不同的放射性同位素源可以提供不同特征能量的辐射。放射源激发的方法是:将很少量的放射性同位素物质固封在一个密封的铅罐中,留出孔径为几毫米或十几毫米的小孔,使X射线经过准直后照射被测宝石上。由于放射源激发具有单色性好、体积小且重量轻的特点,可制造成便携式仪器。但是放射源激发功率较低,荧光强度和测量灵敏度较低。三、应用由于X射线荧光光谱仪适用于各种宝石的无损测试,具有分析的元素范围广,从4Be到92U均可测定;荧光X射线谱线简单,相互干扰少,样品不必分离,分析方法比较简便;分析浓度范围较宽,从常量到微量都可分析(重元素的检测限可达10-6量级,轻元素稍差);分析快速、准确、无损等优点,近年来受到世界各大宝石研究所和宝石检测机构所重视并加以应用。(一)鉴定宝石种属自然界中,每种宝石具有其特定的化学成分,采用X射线荧光光谱仪可分析出所测宝石的化学元素和含量(定性—半定量),从而达到鉴定宝石种属的目的。例如,图2-2-5显示马达加斯加粉红色绿柱石中含少量Cs、Rb等致色元素,故可确定其为铯绿柱石。图2-2-5 铯绿柱石的能量色散X射线荧光光谱图(二)区分某些合成和天然宝石由于部分合成宝石生长的物化条件、生长环境、致色或杂质元素与天然宝石之间存在一定的差异,据此可作为鉴定依据。如早期的合成欧泊中有时含有天然欧泊中不存在的Zr元素;合成蓝色尖晶石中存在Co致色元素,而天然蓝色尖晶石中存在Fe杂质致色元素;采用焰熔法合成的黄色蓝宝石中普遍含有天然黄色蓝宝石中缺乏的Ni杂质元素;合成钻石中有时存在Fe、Ni或Cu等触媒剂成分等。(三)鉴别某些人工处理宝玉石采用X射线荧光光谱仪有助于快速定性区分某些人工处理宝石。如近期珠宝市场上面市的Pb玻璃充填处理红宝石中普遍富含天然红宝石中几乎不存在的Pb杂质元素;同理,熔合再造处理翡翠中富含天然翡翠中不存在的Pb杂质元素;有些染色处理黑珍珠中富含Ag元素,如图2-2-6显示染色黑珍珠中染色剂为硝酸银化合物。图2-2-6 染色黑珍珠的能量色散X射线荧光光谱图
X射线荧光光谱仪选奥林巴斯的靠谱吗?
靠谱啊,这个品牌还是很不错的,专注于工业检测设备。特别是手持式X射线荧光光谱仪,能够在检测现场获得与实验室一样的检测结果,可以快速且准确的进行元素分析,帮助提升工作效率,是个很可靠的设备。像我们在室外进行检测的时候,奥林巴斯的X射线荧光光谱仪既防水又防尘,特别是在-10℃—50℃的温度范围内也可以连续正常工作,可以节省我们不少时间。
大学理工类都有什么专业
1、通信工程通信工程专业(Communication Engineering)是信息与通信工程一级学科下属的本科专业。该专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到通信工程实践的基本训练,具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。2、软件工程软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。在现代社会中,软件应用于多个方面。典型的软件有电子邮件、嵌入式系统、人机界面、办公套件、操作系统、编译器、数据库、游戏等。同时,各个行业几乎都有计算机软件的应用,如工业、农业、银行、航空、政府部门等。3、电子信息工程电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。本专业培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法,具有较强的计算机、外语和相应工程技术应用能力,面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质、德智体全面发展的具有创新能力的高级工程技术人才。4、车辆工程车辆工程专业是一门普通高等学校本科专业,属机械类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。2012年,车辆工程专业正式出现于《普通高等学校本科专业目录》中。车辆工程专业培养掌握机械、电子、计算机等方面工程技术基础理论和汽车设计、制造、试验等方面专业知识与技能。了解并重视与汽车技术发展有关的人文社会知识,能在企业、科研院(所)等部门,从事与车辆工程有关的产品设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务、经营销售和管理等方面的工作,具有较强实践能力和创新精神的高级专门人才。5、土木工程土木工程(Civil Engineering)是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。即建造在地上或地下、陆上,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。土木工程是指除房屋建筑以外,为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。专业老师在线权威答疑 zy.offercoming.com
理工学科是什么
理工学科是指理学和工学两大学科。理工,是一个广大的领域包含物理、化学、生物、工程、天文、数学及前面六大类的各种运用与组合。
理学
理学是中国大学教育中重要的一支学科,是指研究自然物质运动基本规律的科学,大学理科毕业后通常即成为理学士。与文学、工学、教育学、历史学等并列,组成了我国的高等教育学科体系。
理学研究的内容广泛,本科专业通常有:数学与应用数学、信息与计算科学、物理学、应用物理学、化学、应用化学、生物科学、生物技术、天文学、地质学、地球化学、地理科学、资源环境与城乡规划管理、地理信息系统、地球物理学、大气科学、应用气象学、海洋科学、海洋技术、理论与应用力学、光学、材料物理、材料化学、环境科学、生态学、心理学、应用心理学、统计学等。
工学
工学是指工程学科的总称。包含 仪器仪表 能源动力 电气信息 交通运输 海洋工程 轻工纺织 航空航天 力学生物工程 农业工程 林业工程 公安技术 植物生产 地矿 材料 机械 食品 武器 土建 水利测绘 环境与安全 化工与制药 等专业。
x射线荧光光谱仪有辐射吗
X射线荧光光谱仪,如果设计的不好的话,就会有辐射漏出来,像尼通的手持式仪器就存在很大的辐射,辐射超标对人体是有很多的危害的,可能会造成各种疾病,而且一般都带有遗传性,所以选择X荧光光谱仪的时候,一定要注意各个公司的安全标准,国外的仪器按理说应该不错,但是为什么安全性方面往往做的不足,不解,不知道在他们美国是不是也这样。
我觉得要买X荧光光谱仪的话,大可选择国产的仪器,性能现在已经做的不错,跟国外的产品已经不分高低了。
有这方面的需求的话,请跟我们公司联系,我们是苏州百学仪器有限公司的,我们公司是专业做便携式X荧光光谱仪的,在安全性方面做的很不错,经过几代产品之后,已经达到了国外仪器性能的水准,但在安全性方面比国外的产品都要做的好,可以电话咨询我们公司的技术服务中心 0512-66519967
X射线荧光光谱仪测试时对样品是否有要求
材质必须均匀。你的待测元素不均匀的话,多的地方和少的地方差别会较大。因为XRF光谱仪入射光线一般较窄,直径1-5微米,也就是说照射到样品的区域会很小,所以不均匀样品检测会不准确,当然主要也是看不均匀程度。
你的交错规律排列指的什么?如果是一层高分子,一层无机物,在一层高分子一层无机物,并且每层的厚度一定(比如第一层高分子都是10微米厚)。这样的可以在一定程度上看成是均匀的,但是用X荧光光谱仪测量还是有问题,因为X荧光透过不同物质有无限厚(某元素的X荧光透射不出来的厚度,原因是自吸收)的问题。这样误差看你每层的厚度了,如果每层都很薄,比如几个微米那么影响会较小。如果每一层达到几十比如50微米以上,那么影响就会较大。
晶体成分没什么,只要是均匀分布就可以,因为即便有分光等现象,也是等概率的,因为是均匀分布。