X射線熒光光譜分析XRF

1、2021-12-22第三章第三章 化學(xué)成分分析化學(xué)成分分析環(huán)境與資源學(xué)院環(huán)境與資源學(xué)院孫紅娟孫紅娟2021-12-222021-12-222021-12-22本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 1X射線熒光譜分析（射線熒光譜分析（XRF） 2. 電子探針（電子探針（EPMA） 3原子吸收光譜分析（原子吸收光譜分析（AAS） 4等離子發(fā)射光譜（等離子發(fā)射光譜（ICP）2021-12-22引言引言 化學(xué)成分分析的方法主要有化學(xué)成分分析的方法主要有化學(xué)分析化學(xué)分析、物理分析。、物理分析。 化學(xué)分析化學(xué)分析特點特點: 歷史悠久，分析精度高，一個獨立學(xué)科。歷史悠久，分析精度高，一個獨立學(xué)科。缺點：缺點： 樣品需破

2、壞，分析時間較長，不能進(jìn)行微區(qū)分析。樣品需破壞，分析時間較長，不能進(jìn)行微區(qū)分析。 物理分析方法物理分析方法，包括光譜類分析（，包括光譜類分析（X射線射線熒光光譜、等離熒光光譜、等離子發(fā)射發(fā)光譜、原子吸收光譜、原子熒光光譜法等）及子發(fā)射發(fā)光譜、原子吸收光譜、原子熒光光譜法等）及電電子探針分析子探針分析。 特點：特點：1）非破壞的方法）非破壞的方法 ；2）絕大多數(shù)物理分析方法的分）絕大多數(shù)物理分析方法的分析區(qū)域很小析區(qū)域很小 ；3）物理分析方法多為表面分析方法；）物理分析方法多為表面分析方法；4）分）分析速度快；析速度快；5）靈敏度高，可測出痕量元素。）靈敏度高，可測出痕量元素。 2021-12-

3、22X射線熒光光譜分析（射線熒光光譜分析（XRF） 1. X-射線熒光的產(chǎn)生射線熒光的產(chǎn)生及及分析原理分析原理 2. X-射線熒光射線熒光光譜儀的類型光譜儀的類型 3. X射線熒光光譜分析方法的應(yīng)用射線熒光光譜分析方法的應(yīng)用 4. X射線熒光光譜儀制樣方法射線熒光光譜儀制樣方法 5. X射線熒光光譜法的特點射線熒光光譜法的特點2021-12-221. X-射線熒光的產(chǎn)生射線熒光的產(chǎn)生及及分析原理分析原理 （1）X射線熒光的產(chǎn)生射線熒光的產(chǎn)生 原子中的內(nèi)層（如原子中的內(nèi)層（如K層）電子被層）電子被X射線輻射射線輻射電電離后在離后在K層產(chǎn)生一個空位。外層（層產(chǎn)生一個空位。外層（L層）電子層）電子填

4、充填充K層孔穴時，會釋放出一定的能量，當(dāng)該層孔穴時，會釋放出一定的能量，當(dāng)該能量以能量以X射線輻射釋放出來時就可以發(fā)射射線輻射釋放出來時就可以發(fā)射特征特征X射線熒光射線熒光。2021-12-22碰撞碰撞內(nèi)層電子躍遷內(nèi)層電子躍遷空位空位外層電子躍遷外層電子躍遷X射線熒光射線熒光2021-12-22熒光產(chǎn)額熒光產(chǎn)額 俄歇效應(yīng)與俄歇效應(yīng)與X射線熒光發(fā)射是兩種相互競爭的射線熒光發(fā)射是兩種相互競爭的過程。過程。對于原子序數(shù)小于對于原子序數(shù)小于11的元素，俄歇電子的元素，俄歇電子的幾率高。的幾率高。01020304050607080900101Atomic Number LKLLLMMMNNKMAuger

5、 YieldFluorenscence Yield但隨著原子序數(shù)但隨著原子序數(shù)的增加，發(fā)射的增加，發(fā)射X射線熒光的幾率射線熒光的幾率逐漸增加。逐漸增加。重元重元素主要以發(fā)射素主要以發(fā)射X射線熒光為主。射線熒光為主。2021-12-22熒光產(chǎn)額熒光產(chǎn)額 各譜線的熒光產(chǎn)額各譜線的熒光產(chǎn)額K、L、M、N系列的順序遞系列的順序遞減。因此減。因此原子序數(shù)小于原子序數(shù)小于55的元素通常用的元素通常用K系譜系譜線作分析線線作分析線，原子序數(shù)大于原子序數(shù)大于55的元素，考慮到的元素，考慮到激發(fā)條件，連續(xù)激發(fā)條件，連續(xù)X射線和分辨率等因素，一般射線和分辨率等因素，一般選用選用L系作分析線系作分析線。2021-1

6、2-22（2）熒光分析原理）熒光分析原理u 每一種元素都有其特定波長（或能量）的特征每一種元素都有其特定波長（或能量）的特征X射線。射線。通過測定試樣中特征通過測定試樣中特征X射線的波長（或能射線的波長（或能量），便可確定試樣中存在何種元素，量），便可確定試樣中存在何種元素，即為即為X射線射線熒光光譜定性分析熒光光譜定性分析。u 元素特征元素特征X射線的射線的強(qiáng)度強(qiáng)度與該元素在試樣中的原與該元素在試樣中的原子數(shù)量（即子數(shù)量（即含量含量）成比例。）成比例。因此，因此，通過測量試樣中通過測量試樣中某元素特征某元素特征X射線的強(qiáng)度，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行校射線的強(qiáng)度，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行校準(zhǔn)與校正，便可求

7、出該元素在試樣中的百分含量準(zhǔn)與校正，便可求出該元素在試樣中的百分含量，即為即為X射線熒光光譜定量分析射線熒光光譜定量分析。2021-12-22（3）Moseley 定律定律 元素的熒光元素的熒光X射線的射線的波長波長( )隨元素的隨元素的原子序數(shù)原子序數(shù)( Z )增加，有規(guī)律地向短波方向移動。增加，有規(guī)律地向短波方向移動。)(12/1SZK K，S常數(shù)，隨譜系常數(shù)，隨譜系(L，K，M，N)而定而定XRF定性分析的基礎(chǔ)定性分析的基礎(chǔ)：只要獲得了：只要獲得了X射線熒光光譜射線熒光光譜線的波長就可以獲得元素的種類信息。線的波長就可以獲得元素的種類信息。2021-12-222. X-射線熒光光譜儀的類

8、型射線熒光光譜儀的類型 波長色散型（波長色散型（WDXRF）：）：指使用晶體分光的波長指使用晶體分光的波長色散型光譜儀，效率較低，一般采用大功率光管色散型光譜儀，效率較低，一般采用大功率光管激發(fā)。激發(fā)。 用于高精度高靈敏度定量分析。用于高精度高靈敏度定量分析。 能量色散型（能量色散型（EDXRF）：）：以帶有半導(dǎo)體探測器和以帶有半導(dǎo)體探測器和多道脈沖高度分析器為特征的多道脈沖高度分析器為特征的X射線熒光光譜儀，射線熒光光譜儀，探測效率高，一般采用放射源或小功率光管激發(fā)探測效率高，一般采用放射源或小功率光管激發(fā)（幾瓦到幾十瓦）。用于執(zhí)行快速定性分析和低（幾瓦到幾十瓦）。用于執(zhí)行快速定性分析和低水

9、平定量分析。水平定量分析。2021-12-222.1 波長色散型波長色散型X射線熒光光譜儀射線熒光光譜儀 由由X光管、濾波片、樣品杯、分光晶體、探測器、光管、濾波片、樣品杯、分光晶體、探測器、多道分析器計數(shù)電路和計算機(jī)組成。多道分析器計數(shù)電路和計算機(jī)組成。2021-12-22。 （1）X射線光管（射線光管（X-ray Tube) 端窗型光管：陽極靶接正高壓，燈絲陰極接地。內(nèi)循端窗型光管：陽極靶接正高壓，燈絲陰極接地。內(nèi)循環(huán)冷卻水使用去離子水。環(huán)冷卻水使用去離子水。 綜合考慮激發(fā)效率，雜質(zhì)線，背景及更換綜合考慮激發(fā)效率，雜質(zhì)線，背景及更換X射線光管所射線光管所需要的時間等因素，本儀器選用需要的時

10、間等因素，本儀器選用Rh靶。靶。 Rh靶的最高電壓靶的最高電壓60kV，最大電流，最大電流125mA，最大功率，最大功率2.4kw，kV與與mA之間的調(diào)節(jié)會由軟件自動完成。測量時，之間的調(diào)節(jié)會由軟件自動完成。測量時，對于短波長元素使用高壓低電流，對長波長元素使用低壓對于短波長元素使用高壓低電流，對長波長元素使用低壓高電流。高電流。 Rh靶的窗口由靶的窗口由75um厚的鈹（厚的鈹（Be）制成，這有利于）制成，這有利于Rh的的L系特征線的傳播，對低原子數(shù)元素的特征線激發(fā)很重要。系特征線的傳播，對低原子數(shù)元素的特征線激發(fā)很重要。2021-12-22（2）濾波片濾波片 （Tube Filters)v

11、作用：利用金屬濾波片的吸收特性減少靶物質(zhì)的特作用：利用金屬濾波片的吸收特性減少靶物質(zhì)的特征征X射線、雜質(zhì)線和背景對分析譜線的干擾，降低很射線、雜質(zhì)線和背景對分析譜線的干擾，降低很強(qiáng)譜線的強(qiáng)度。強(qiáng)譜線的強(qiáng)度。v位置：位于位置：位于X光管與樣品之間。光管與樣品之間。儀器配有儀器配有4塊濾波片塊濾波片200um Al 測定能量范圍在測定能量范圍在6-10keV內(nèi)的譜線，降低背景和檢測限。內(nèi)的譜線，降低背景和檢測限。750um Al 測定能量范圍在測定能量范圍在10-20keV內(nèi)的譜線，降低背景和檢測限。內(nèi)的譜線，降低背景和檢測限。300um Cu 削弱削弱Rh的的K系線，用于能量在系線，用于能量在2

12、0keV以上的譜線測定。以上的譜線測定。1000um Pb 在停機(jī)狀態(tài)時使用，保護(hù)光管免受粉塵污染，還可避免檢在停機(jī)狀態(tài)時使用，保護(hù)光管免受粉塵污染，還可避免檢測器的消耗。測器的消耗。2021-12-22（3）樣品杯）樣品杯 (Sample cup) 照射在單位面積試樣上照射在單位面積試樣上X射線的強(qiáng)度（射線的強(qiáng)度（I）與離開）與離開X光管焦斑距離（光管焦斑距離（R）的平方成反比。因此放置樣品杯時）的平方成反比。因此放置樣品杯時位置的重現(xiàn)性相當(dāng)重要。位置的重現(xiàn)性相當(dāng)重要。 I = K / R22021-12-22 （4）準(zhǔn)直器）準(zhǔn)直器 (Collimators) 準(zhǔn)直器由一組薄片組成，目的是使

13、從樣品發(fā)出的準(zhǔn)直器由一組薄片組成，目的是使從樣品發(fā)出的X射射線以平行光束的形式照射到晶體。薄片之間的距離越小，線以平行光束的形式照射到晶體。薄片之間的距離越小，越容易形成平行光，產(chǎn)生的譜線峰形也更銳利，更容易越容易形成平行光，產(chǎn)生的譜線峰形也更銳利，更容易與附近的譜線區(qū)分。與附近的譜線區(qū)分。薄片間距薄片間距分辨率分辨率 靈敏度靈敏度 分析元素范圍分析元素范圍 150um高高低低重元素重元素U K300um中等中等中等中等重元素重元素U K700um低低高高輕元素輕元素Cl F4000um很低很低很高很高輕元素輕元素Be, B, C, N準(zhǔn)直器以薄片間距來分類準(zhǔn)直器以薄片間距來分類 2021-1

14、2-22（5）分光晶體）分光晶體 (Crystal)v有有8個供選擇的晶體可覆個供選擇的晶體可覆蓋所有波長，分布在一個滾蓋所有波長，分布在一個滾筒周圍。分光晶體的作用是筒周圍。分光晶體的作用是通過衍射將從樣品發(fā)出的熒通過衍射將從樣品發(fā)出的熒光按不同的波段分離，根據(jù)光按不同的波段分離，根據(jù)的原理是布拉格方程。晶面的原理是布拉格方程。晶面間距間距d值不同，可供選擇的值不同，可供選擇的晶體很多，儀器中選用晶體很多，儀器中選用5塊塊晶體。晶體。晶體的選擇決定可測晶體的選擇決定可測定的波長范圍，即可測定的定的波長范圍，即可測定的元素。元素。2021-12-22（6）檢測器）檢測器 （Detector）檢

15、測器是檢測器是X熒光光譜儀中用來測定熒光光譜儀中用來測定X射線信號的裝射線信號的裝置，它的作用是將置，它的作用是將X射線熒光光量子轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢〝?shù)量射線熒光光量子轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢〝?shù)量的電脈沖，表征的電脈沖，表征X射線熒光的能量和強(qiáng)度。射線熒光的能量和強(qiáng)度。檢測器的工作原理檢測器的工作原理: : 入射入射X射線的能量和輸出脈沖射線的能量和輸出脈沖的大小之間有正比關(guān)系，利用這個正比關(guān)系進(jìn)行脈的大小之間有正比關(guān)系，利用這個正比關(guān)系進(jìn)行脈沖高度分析沖高度分析。正比計數(shù)器正比計數(shù)器(充氣型充氣型) 工作氣：工作氣： Ar；抑制氣抑制氣 ：甲烷：甲烷 利用利用X射線使氣體電離的作用，輻射能轉(zhuǎn)化電離能射線使氣體電離的

16、作用，輻射能轉(zhuǎn)化電離能2021-12-22 檢測器檢測器 （Detector） 通常用作測量通常用作測量X射線的探測器具有如下特點：射線的探測器具有如下特點： 在所測量的能量范圍內(nèi)具有較高的探測效率，如在波在所測量的能量范圍內(nèi)具有較高的探測效率，如在波長色散譜儀中用流氣式正比計數(shù)器測定超輕元素時，長色散譜儀中用流氣式正比計數(shù)器測定超輕元素時，入射窗的窗膜應(yīng)盡可能用入射窗的窗膜應(yīng)盡可能用1um或更薄的膜，減少射線或更薄的膜，減少射線的吸收。的吸收。 具有良好的能量線性和能量分辨率。具有良好的能量線性和能量分辨率。 具有較高的信噪比，要求暗電流小，本底計數(shù)低。具有較高的信噪比，要求暗電流小，本底計

17、數(shù)低。 具有良好的高計數(shù)率特性，死時間較短。具有良好的高計數(shù)率特性，死時間較短。 輸出信號便于處理，壽命長、使用方便。輸出信號便于處理，壽命長、使用方便。2021-12-22（7）記錄顯示記錄顯示記錄顯示：放大器、脈沖高度分析器、顯示；記錄顯示：放大器、脈沖高度分析器、顯示；三種檢測器給出脈沖信號；三種檢測器給出脈沖信號；脈沖高度分析器：分離次級衍射線，雜質(zhì)線，散射線脈沖高度分析器：分離次級衍射線，雜質(zhì)線，散射線2021-12-22波長色散型波長色散型X X射線熒光光譜儀掃描圖射線熒光光譜儀掃描圖 分光晶體與檢測器同步分光晶體與檢測器同步轉(zhuǎn)動進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)動進(jìn)行掃描2021-12-22Sample

18、SiO2TiO2Al2O3Fe2O3MnOCaOMgONa2OK2OBaOXM-1-Y62.140.6416.495.070.040.274.634.550.370.02SM-2-Y61.630.2616.702.590.013.355.280.360.910.01XM-1-T62.640.5318.274.640.020.144.693.110.220.01SM-2-T60.580.2317.952.740.013.145.480.010.700.01XRF定量分析結(jié)果（定量分析結(jié)果（%）2021-12-22波長色散光譜儀的特點波長色散光譜儀的特點 （1）用單晶體或多層薄膜分光，使多色光譜色

19、）用單晶體或多層薄膜分光，使多色光譜色散成單色譜線；使所選波長進(jìn)入探測系統(tǒng)中經(jīng)光散成單色譜線；使所選波長進(jìn)入探測系統(tǒng)中經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和二次分光，獲得高分辨率；電轉(zhuǎn)換和二次分光，獲得高分辨率； （2）在）在4 Z 92（Be U）范圍內(nèi)所有元素的光）范圍內(nèi)所有元素的光譜均具有很高的分辨率；譜均具有很高的分辨率； （3）定性與定量分析的精度和靈敏度高；）定性與定量分析的精度和靈敏度高； （4）高能端（）高能端（Ag/Sn/Sb K系光譜），分辨率不系光譜），分辨率不如能量色散。如能量色散。2021-12-222.2 能量色散型能量色散型X X射線熒光光譜儀射線熒光光譜儀 采用半導(dǎo)體檢測器；多道脈沖分析

20、器（采用半導(dǎo)體檢測器；多道脈沖分析器（1000多多道）；直接測試試樣產(chǎn)生的道）；直接測試試樣產(chǎn)生的X射線能量射線能量 無分光系統(tǒng)，儀器緊湊無分光系統(tǒng)，儀器緊湊 無高次衍射干擾無高次衍射干擾 同時測定多種元素同時測定多種元素 適合現(xiàn)場快速分析適合現(xiàn)場快速分析 檢測器在低溫檢測器在低溫(液氮液氮)下保存使用，連續(xù)光譜構(gòu)成下保存使用，連續(xù)光譜構(gòu)成的背景較大的背景較大2021-12-222021-12-22EDXRF由由:X光管光管(激發(fā)源激發(fā)源)、探測器、探測器 、測量電路及計算機(jī)組、測量電路及計算機(jī)組成，其中探測器起色散和光電轉(zhuǎn)換雙重作用成，其中探測器起色散和光電轉(zhuǎn)換雙重作用2021-12-22能

21、量色散光譜儀的特點能量色散光譜儀的特點 （1）用）用 Si(Li)探測器同時測量和顯示所有元素的光譜，適探測器同時測量和顯示所有元素的光譜，適用于用于Na(11)U(92)范圍元素的快速定性定量分析；范圍元素的快速定性定量分析； （2）用探測器的正比特性直接進(jìn)行光譜分光，不需要使）用探測器的正比特性直接進(jìn)行光譜分光，不需要使用分光晶體，儀器造價低，價格便宜。用分光晶體，儀器造價低，價格便宜。 （3）激發(fā)的熒光強(qiáng)度低，所有元素的最大計數(shù)率不超過）激發(fā)的熒光強(qiáng)度低，所有元素的最大計數(shù)率不超過 20000 計數(shù)計數(shù)/秒，儀器靈敏度差；秒，儀器靈敏度差； （4）高能端）高能端(Ag/Sn/Sb K系光

22、譜系光譜)，分辨率優(yōu)于波長色散；，分辨率優(yōu)于波長色散；中能端中能端(Fe/Mn/Cr K系光譜系光譜)，分辨率相同；低能端，分辨率相同；低能端 (Na/Mg/Al/Si K系光譜系光譜)分辨率不如波長散射。分辨率不如波長散射。2021-12-22探測器樣品X光管放大器和多道分析器 2021-12-22能量色散型能量色散型X射線熒光光譜圖射線熒光光譜圖2021-12-22SamplePromarycollimatorX-ray tubeDetectorAnalysing crystal2SampleSampleSecondary targetX-ray tubeX-ray tubeDetecto

23、rDetectorWDXRFEDXRFPolarized EDXRFDirect excitationSecondary excitationP1P2P3P4P1P2P3P1P2P3P4B1B2B3B4BBIEEEI不同不同XRF分析技術(shù)分析技術(shù)2021-12-223 X射線熒光光譜分析方法的應(yīng)用射線熒光光譜分析方法的應(yīng)用 3.1 定性分析定性分析 3.2 定量分析定量分析 3.3 元素分布元素分布 3.4 全反射全反射XRF分析分析2021-12-223.1 定性分析定性分析v 定性分析是用測角儀進(jìn)行角度掃描，通過晶體對定性分析是用測角儀進(jìn)行角度掃描，通過晶體對X射射線熒光進(jìn)行分光，記錄儀記

24、錄譜圖，再解析譜圖中的譜線線熒光進(jìn)行分光，記錄儀記錄譜圖，再解析譜圖中的譜線以獲知樣品中所含的元素。以獲知樣品中所含的元素。v 莫萊斯定律是定性分析的基礎(chǔ)，它指出了特征莫萊斯定律是定性分析的基礎(chǔ)，它指出了特征X射線的射線的波長與元素原子序數(shù)的一一對應(yīng)關(guān)系。波長與元素原子序數(shù)的一一對應(yīng)關(guān)系。 v 目前絕大部分元素的特征目前絕大部分元素的特征X射線均已準(zhǔn)確測出，新型的射線均已準(zhǔn)確測出，新型的X射線熒光光譜儀已將所有譜線輸入電腦儲存，掃描后的射線熒光光譜儀已將所有譜線輸入電腦儲存，掃描后的譜圖可通過應(yīng)用軟件直接匹配譜線。譜圖可通過應(yīng)用軟件直接匹配譜線。 2021-12-22定性分析定性分析 X射線熒

25、光的光譜單純，但也有一些干擾現(xiàn)象，會造成射線熒光的光譜單純，但也有一些干擾現(xiàn)象，會造成譜線的誤讀，因此在分析譜圖過程中應(yīng)遵守以下的譜線的誤讀，因此在分析譜圖過程中應(yīng)遵守以下的X射線規(guī)射線規(guī)律特點，對儀器分析的誤差進(jìn)行校正。律特點，對儀器分析的誤差進(jìn)行校正。（1）每種元素具有一系列波長、強(qiáng)度比確定的譜線）每種元素具有一系列波長、強(qiáng)度比確定的譜線Mo(Z42)的的K系譜線：系譜線：K 1、K 2 、K 1 、K 2 、K 3 強(qiáng)度比：強(qiáng)度比：100、50、 14、 5、 7（2）不同元素的同名譜線，其波長隨原子序數(shù)的增大而）不同元素的同名譜線，其波長隨原子序數(shù)的增大而減小。（這是由于電子與原子核之

26、間的距離縮短，電子減小。（這是由于電子與原子核之間的距離縮短，電子結(jié)合得更牢固所致）結(jié)合得更牢固所致）Fe(Z=26) Cu(Z=29) Ag(Z=49)K1： 1.936 1.540 0.559 （A）2021-12-22（3）判斷一個未知元素的存在最好用幾條譜線，如）判斷一個未知元素的存在最好用幾條譜線，如K, K，以肯定元素的存在。，以肯定元素的存在。（4）應(yīng)從峰的相對強(qiáng)度來判斷譜線的干擾情況。若某一）應(yīng)從峰的相對強(qiáng)度來判斷譜線的干擾情況。若某一強(qiáng)峰是強(qiáng)峰是Cu K,則則Cu K的強(qiáng)度應(yīng)是的強(qiáng)度應(yīng)是K的的1/5，當(dāng)，當(dāng)Cu K的的強(qiáng)度很弱，不符合上述關(guān)系時，可能有其它譜線重疊在強(qiáng)度很弱，

27、不符合上述關(guān)系時，可能有其它譜線重疊在Cu K上。上。2021-12-22半定量分析半定量分析半定量分析特點半定量分析特點準(zhǔn)確性比定量分析稍差的分析方法，特點是簡單、迅速、準(zhǔn)確性比定量分析稍差的分析方法，特點是簡單、迅速、費用低。費用低。常用于以下幾種情況常用于以下幾種情況 希望得知成分的大致含量，以便進(jìn)一步選擇合適的精確希望得知成分的大致含量，以便進(jìn)一步選擇合適的精確定量分析方法；定量分析方法； 只要求分析快，不太追求成分的準(zhǔn)確含量，例如某種合只要求分析快，不太追求成分的準(zhǔn)確含量，例如某種合金型號的確定、工業(yè)生產(chǎn)中的中間控制、法醫(yī)學(xué)中對毒物金型號的確定、工業(yè)生產(chǎn)中的中間控制、法醫(yī)學(xué)中對毒物是

28、否超過致死量的鑒定、試劑中雜質(zhì)是否超過了法定標(biāo)準(zhǔn)是否超過致死量的鑒定、試劑中雜質(zhì)是否超過了法定標(biāo)準(zhǔn)的分析；的分析； 試樣較少，沒有理想的定量方法可采用。試樣較少，沒有理想的定量方法可采用。2021-12-22用用IQ+軟件半定量分析樣品過程軟件半定量分析樣品過程 半定量分析半定量分析o 對未知樣進(jìn)行全程掃描對未知樣進(jìn)行全程掃描o 對掃描譜圖進(jìn)行對掃描譜圖進(jìn)行Search and Match（包括譜峰的識別，（包括譜峰的識別，背景扣除，譜峰凈強(qiáng)度計算，譜峰的匹配）背景扣除，譜峰凈強(qiáng)度計算，譜峰的匹配）o 輸入未知樣的有關(guān)信息輸入未知樣的有關(guān)信息 (金屬或氧化物；液體，粉末壓金屬或氧化物；液體，粉

29、末壓片或熔融片；已知濃度組分的輸入；是否使用膜校正和片或熔融片；已知濃度組分的輸入；是否使用膜校正和充氦系統(tǒng)；是否歸一充氦系統(tǒng)；是否歸一)o 進(jìn)行半定量分析進(jìn)行半定量分析2021-12-222021-12-222021-12-222021-12-222021-12-22某材料固化Fe2O3廢物前后的化學(xué)成分分析2021-12-22 定量分析是對樣品中指定元素進(jìn)行準(zhǔn)確定量測定。定量分析是對樣品中指定元素進(jìn)行準(zhǔn)確定量測定。定量分定量分析需要一組標(biāo)準(zhǔn)樣品做參考。常規(guī)定量分析一般需要析需要一組標(biāo)準(zhǔn)樣品做參考。常規(guī)定量分析一般需要5個以上個以上的標(biāo)準(zhǔn)樣品才能建立較可靠的工作曲線。的標(biāo)準(zhǔn)樣品才能建立較可靠

30、的工作曲線。 常規(guī)常規(guī)X射線熒光光譜定量分析對標(biāo)準(zhǔn)樣品的基本要求射線熒光光譜定量分析對標(biāo)準(zhǔn)樣品的基本要求： 組成標(biāo)準(zhǔn)樣品的元素種類與未知樣相似（最好相同）；組成標(biāo)準(zhǔn)樣品的元素種類與未知樣相似（最好相同）； 標(biāo)準(zhǔn)樣品中所有組分的含量應(yīng)該已知；標(biāo)準(zhǔn)樣品中所有組分的含量應(yīng)該已知； 未知樣中所有被測元素的濃度包含在標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元未知樣中所有被測元素的濃度包含在標(biāo)準(zhǔn)樣品中被測元素的含量范圍中；素的含量范圍中； 標(biāo)準(zhǔn)樣品的狀態(tài)（如粉末樣品的顆粒度、固體樣品的表標(biāo)準(zhǔn)樣品的狀態(tài)（如粉末樣品的顆粒度、固體樣品的表面光潔度以及被測元素的化學(xué)態(tài)等）應(yīng)和未知樣一致，或能面光潔度以及被測元素的化學(xué)態(tài)等）應(yīng)和未知樣一致

31、，或能夠經(jīng)適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚沓梢恢?。夠?jīng)適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚沓梢恢隆?.2 定量分析定量分析2021-12-22吸附模擬放射性元素Sr前后的化學(xué)成分分析2021-12-223.3 元素分布 X射線的限束功能射線的限束功能 ，輻照束斑直徑減小，輻照束斑直徑減小到到1mm 對任何指定區(qū)域進(jìn)行小面積逐點進(jìn)行元對任何指定區(qū)域進(jìn)行小面積逐點進(jìn)行元素測定素測定 形成形成X射線熒光光譜的元素分布圖射線熒光光譜的元素分布圖2021-12-222021-12-223.4 全反射全反射XRF分析分析 表面靈敏性，可以檢測表面幾個原子層厚度表面靈敏性，可以檢測表面幾個原子層厚度 檢測靈敏性，可以檢測到檢測靈敏性，可以檢測到1

32、08原子原子/cm2 定量分析效果好定量分析效果好 可以進(jìn)行表面掃描可以進(jìn)行表面掃描 微電子芯片材料的表面金屬污染的檢測微電子芯片材料的表面金屬污染的檢測2021-12-224. X射線熒光光譜儀制樣方法射線熒光光譜儀制樣方法 形態(tài)：試樣可以是固體、粉末、壓制片、玻璃、形態(tài)：試樣可以是固體、粉末、壓制片、玻璃、濾紙或液體。濾紙或液體。 典型試樣是直徑為典型試樣是直徑為32mm的，或置于特定的杯中，的，或置于特定的杯中，保持器和安裝架中。保持器和安裝架中。 取樣深度（臨界厚度）范圍從幾微米到取樣深度（臨界厚度）范圍從幾微米到1mm或更或更深，取決于所用深，取決于所用X射線能量和試樣的基體成分。射

33、線能量和試樣的基體成分。 分析試樣的制備比較簡單，如拋光以得到一平面，分析試樣的制備比較簡單，如拋光以得到一平面，或研磨和制片，或在熔劑中熔解?；蜓心ズ椭破?，或在熔劑中熔解。2021-12-22X X射線熒光光譜可以分析的樣品種類射線熒光光譜可以分析的樣品種類 固體，塊狀樣品固體，塊狀樣品 金屬塊金屬塊 礦石塊礦石塊 粉末狀樣品粉末狀樣品 礦石粉，如鐵礦、煤炭礦石粉，如鐵礦、煤炭 液體樣品液體樣品 油品油品 水樣水樣2021-12-22（1）固體樣品）固體樣品 粉末樣品可直接用兩層膜包粉末樣品可直接用兩層膜包好后放在液體樣品杯中進(jìn)行好后放在液體樣品杯中進(jìn)行測定，缺點是液體樣品杯支測定，缺點是液體樣品杯支撐膜對輕元素有較強(qiáng)的吸收，撐膜對輕元素有較強(qiáng)的吸收，使強(qiáng)度降低。為了獲得均勻使強(qiáng)度降低。為了獲得均勻而又光滑的試樣表面，在絕而又光滑的試樣表面，在絕大多數(shù)情況下用粉末壓片法大多數(shù)情況下用粉末壓片法。2021-12-22高高頻頻熔熔樣樣機(jī)機(jī) 熔融制樣熔融制樣制樣精密度好均勻性好制樣精密度好均勻性好 可以人工配制標(biāo)樣可以人工配制標(biāo)樣消除了顆粒效應(yīng)、礦物效消除了顆粒效應(yīng)、礦物效應(yīng)應(yīng)缺點：制樣麻煩、成本高、缺點：制樣麻煩、成本高、影響檢出限。影響檢出限。2021-12-22離心澆鑄制樣離心澆鑄制樣X射線熒光光譜分析錳鐵合金中的射線