X射线荧光(XRF)是一种用于测试元素种类的非破坏性测试方法,利用它可以对样品的元素种类进行定性和定量分析。常用于对一些未知物质的元素分析,今天我们先一起来看看它的测试原理吧。
一、检测原理
X射线荧光的测试原理与荧光光谱有些类似,对比如下:
01 荧光光谱
荧光光谱的测试原理是因为分子吸收光子之后从基态跃迁到激发态,当从激发态回归到基态的时候会辐射一定能量发射光子,这个就是荧光现象。
02 X射线荧光
基本原理与荧光光谱类似,不同的地方是X射线荧光的辐照光源是X射线(能量比一般的光线高得多),吸收它的是元素的原子核,原子核被激发电离到高能级,然后从高能级回落到基态的时候会辐射X射线,这时辐射的X射线叫荧光X射线。
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荧光X射线的能量与原子核的能级差异有关,不同元素的能极差不一样,辐射的荧光X射线也不一样。通过测量荧光X射线的能量,我们就能对样品中的不同元素进行定性与定量分析。
二、检测方法
根据检测器的类型,可分为:能量型(EDXRF)、波长型(WDXRF)。两者区别在于检测器检测荧光X射线的方式,具体如下:
01 能量型(EDXRF)
能量型检测的是荧光X射线的能量大小。
一般可检测元素周期表中,从钠(Na)到铀(U)的全部元素。
02 波长型(WDXRF)
波长型检测的是波长的长短。
相较EDXRF,其测试范围较宽。一般可检测元素周期表中,从碳(C)开始到铀(U)的全部元素。但因C、N、O这些元素容易受环境影响,故会导致其测试结果准确度不高。
实际上,EDXRF与WDXRF本质的一样的,电磁波的波长正比于能量。
XRF一般用于检测金属元素较多,原子序数越大的检测结果越准确。需要注意的是,一般的XRF用于定量的方式是归一化的半定量。绝对定量需要有标准元素含量的标准样片,去建立含量与能量的标准曲线,这种方式受限于标准样片,一般应用较少。
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