X射線熒光光譜儀的產(chǎn)品特點及基本原理簡述

X熒光光譜儀（XRF）由激發(fā)源（X射線管）和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線（一次X射線），激發(fā)被測樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有**的能量特性或波長特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。

近年來，X熒光光譜分析在各行業(yè)應(yīng)用范圍不斷拓展，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)生等各個領(lǐng)域，特別是在RoHS檢測領(lǐng)域應(yīng)用得多也廣泛。 　　大多數(shù)分析元素均可用其進行分析，可分析固體、粉末、熔珠、液體等樣品，分析范圍為Be到U。并且具有分析速度快、測量范圍寬、干擾小的特點

X熒光光譜儀基本原理

X射線是一種波長（λ＝0.001～10nm）很短的電磁波，其波長介于紫外線和y射線之間。在高真空的X射線管內(nèi)，當(dāng)由幾萬伏高電壓加速的一束高速運動的電子流投射到陽極金屬靶（如鎢靶、銅靶等）上時，電子的動能部分轉(zhuǎn)變成X光輻射能，并以X射線形式輻射出來。從金屬靶射出的X射線主要由兩類波長、強度不等的X射線組成，即連續(xù)X射線譜及特征X射線譜。前者指在X射線波長范圍內(nèi)，由其短波限開始并包括各種X射線波長所組成的光譜。后者則指當(dāng)加于X光管的高電壓增至一定的臨界數(shù)值時，使高速運動的電子動能足以激發(fā)靶原子的內(nèi)層電子時，便產(chǎn)生幾條具一定波長且強度很大的譜線，并疊加在連續(xù)X射線譜上，由特征X射線組成的光譜稱為特征X射線譜。

特征X射線譜源自原子內(nèi)層電子的躍遷。當(dāng)高速運動的電子激發(fā)原子內(nèi)層電子，而導(dǎo)致X射線的產(chǎn)生，這種X射線稱為“初級X射線"。若以初級X射線為激發(fā)手段，用以照射寶石樣品，會造成寶石的原子內(nèi)的電子發(fā)生電離，使內(nèi)層軌道的電子脫離原子，形成一個電子空位，原子處于“激發(fā)態(tài)"，這樣外層電子就會自動向內(nèi)層躍遷，填補內(nèi)層電子空位，進而發(fā)射出一定能量的X射線。由于它的波長和能量與原來照射的X射線不同，即發(fā)出“次級X射線"。人們將這種由于X射線照射寶石而產(chǎn)生的次級X射線稱X射線熒光。通常，X射線熒光只包含特征X射譜線，而缺乏連續(xù)X射線譜。

當(dāng)能量高于原子內(nèi)層電子結(jié)合能的高能X射線與原子發(fā)生碰撞時，驅(qū)逐一個內(nèi)層電子而出現(xiàn)一個空穴，使整個原子體系處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)原子壽命約為10-12～10-14秒，然后自發(fā)地由能量高的狀態(tài)躍遷到能量低的狀態(tài)。這個過程稱為弛豫過程。弛豫過程既可以是非輻射躍遷，也可以是輻射躍遷。當(dāng)較外層的電子躍遷到空穴時，所釋放的能量隨即在原子內(nèi)部被吸收而逐出較外層的另一個次級光電子，此稱為俄歇效應(yīng)，亦稱次級光電效應(yīng)或無輻射效應(yīng)，所逐出的次級光電子稱為俄歇電子。它的能量是特征的，與入射輻射的能量無關(guān)。當(dāng)較外層的電子躍入內(nèi)層空穴所釋放的能量不在原子內(nèi)被吸收，而是以輻射形式放出，便產(chǎn)生X射線熒光，其能量等于兩能級之間的能量差。因此，X射線熒光的能量或波長是特征性的，與元素有一一對應(yīng)的關(guān)系。圖2-2-1給出了X射線熒光和俄歇電子產(chǎn)生過程示意圖。