X射線熒光光譜儀(X-ray Fluorescence Spectrometer,簡(jiǎn)稱XRF光譜儀)是一種快速、非破壞式的物質(zhì)測(cè)量?jī)x器,廣泛應(yīng)用于元素分析和化學(xué)分析領(lǐng)域。其利用高能量X射線或伽瑪射線轟擊材料,激發(fā)出次級(jí)X射線(即X射線熒光)。這些次級(jí)X射線具有特定的能量或波長(zhǎng)特性,與激發(fā)它們的元素一一對(duì)應(yīng)。通過(guò)分析這些次級(jí)X射線的能量或波長(zhǎng),可以確定樣品中存在的元素種類;通過(guò)測(cè)量其強(qiáng)度,則可以進(jìn)行定量分析。
1、元素分析與成分鑒定
定性分析:通過(guò)檢測(cè)樣品中元素的特征X射線熒光,確定樣品中存在的元素種類。例如,在金屬材料分析中,可快速識(shí)別合金中的元素組成;在考古學(xué)中,用于分析文物的元素成分,推斷其歷史背景和制作工藝。
定量分析:測(cè)量特征X射線的強(qiáng)度,結(jié)合校準(zhǔn)曲線或標(biāo)準(zhǔn)樣品,精確計(jì)算元素的含量。廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)(如土壤、水體中的重金屬檢測(cè))、食品安全(如農(nóng)產(chǎn)品中的微量有害元素分析)及礦產(chǎn)勘探(如礦石中金屬含量測(cè)定)等領(lǐng)域。
2、無(wú)損檢測(cè)與樣品保護(hù)
非破壞性分析:XRF無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行化學(xué)處理或物理破壞,可直接測(cè)試固體、液體、粉末甚至薄膜材料,特別適合珍貴樣品(如文物、藝術(shù)品)或需要完整保留的樣品(如生物組織、電子元件)。
表面與微區(qū)分析:通過(guò)限束技術(shù),可對(duì)樣品的特定區(qū)域(如微小斑點(diǎn)、表面鍍層)進(jìn)行元素分布檢測(cè),適用于材料表面處理質(zhì)量控制(如鍍層厚度分析)或生物醫(yī)學(xué)中的細(xì)胞元素分布研究。
3、高通量與實(shí)時(shí)檢測(cè)
快速分析:XRF能在幾分鐘內(nèi)完成多元素的同時(shí)檢測(cè),適合生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控(如合金制造、塑料回收)或大批量樣品的快速篩查(如海關(guān)貨物檢測(cè))。
過(guò)程控制:在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,XRF可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)原料或產(chǎn)品的元素含量,確保工藝穩(wěn)定性。例如,在鋼鐵冶煉中,實(shí)時(shí)調(diào)整合金成分以滿足生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
4、環(huán)境與安全保障
污染監(jiān)測(cè):在環(huán)境科學(xué)中,XRF用于檢測(cè)空氣顆粒物、土壤或水體中的重金屬(如鉛、汞、鎘),評(píng)估污染程度并支持環(huán)境修復(fù)決策。
安全篩查:在安檢、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,XRF可快速識(shí)別危險(xiǎn)物品(如爆炸物中的金屬成分)或涉案物證的元素組成,為調(diào)查提供證據(jù)。
